專利名稱：光致負(fù)阻器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種新型的光電器件。
通常的半導(dǎo)體結(jié)型光電器件，比如光電二極管，光電三極管和雪崩光電二極管等，都是利用PN結(jié)光伏效應(yīng)(施敏著，黃振崗譯，半導(dǎo)體器件物理，電子工業(yè)出版社，1987，P.544)制作出來的。
本發(fā)明是利用間接耦合光電探測(cè)結(jié)構(gòu)(何民才、陳炳若、黃啟俊、劉國(guó)友，《中國(guó)科學(xué)》A輯，1990，4，P.431)在一定條件下產(chǎn)生的光致負(fù)阻效應(yīng)而做成的一種光電器件。其原理以

圖1和圖2說明如下。當(dāng)一束適當(dāng)強(qiáng)度的光入射到受光結(jié)(11)上，把圖1的“+”、“-”極分別接在晶體管圖示儀的集電極和發(fā)射極(測(cè)量開關(guān)接到NPN晶體管)上，在熒光屏上就可以看到圖2所示的負(fù)阻特性，使用這種光電器件時(shí)，只要選用適當(dāng)?shù)呢?fù)載和偏壓，便可做成新型光電開關(guān)和光控振蕩器。
光致負(fù)阻器件結(jié)構(gòu)可以用單片集成、混合集成或組裝三種形式完成。受光結(jié)(11，21)可以是PN結(jié)、NP結(jié)，PIN，異質(zhì)結(jié)或肖特基結(jié)。耦合區(qū)(15，22)可以是NPN或PNP結(jié)構(gòu)。輸出三極管(12、13、14、23)可以是NPN型或PNP型。
光致負(fù)阻器件有好的響應(yīng)速度和內(nèi)部增益，能作成光電開關(guān)和光控振蕩器等。
圖1A是硅集成光致負(fù)阻器件結(jié)構(gòu)俯視圖，圖1B是圖1A沿1-1線的剖面圖。10是N型襯底，11是受光結(jié)12是輸出三極管集電結(jié)，13為輸出三極管發(fā)射結(jié)，14為發(fā)射區(qū)鋁電極，15為耦合區(qū)。
圖2是光致負(fù)阻照片。橫坐標(biāo)是外加偏壓，每格為1伏;縱坐標(biāo)光電流是每格50μA。
圖3是組合結(jié)構(gòu)或混合集成電路圖。21是光電二極管或管芯，22為PNP三極管或管芯，23是NPN三極管或管芯。
本發(fā)明實(shí)施例之一。
本實(shí)施例參照?qǐng)D1A和圖1B說明如下
1.用1～20Ω·cm的N型硅外延片作襯底(10)。
2.按常規(guī)硅平面工藝制作圖1所示結(jié)構(gòu)的管芯。要求耦合區(qū)寬度(15)為0.3～20μm，輸出三極管(12，13.14)放大系數(shù)為100左右。
本發(fā)明實(shí)施例之二。
本實(shí)施例參照?qǐng)D3說明如下受光二極管(21)和耦合三極管(22)這鍺的集成間接耦合光電二極管，輸出三極管(23)是硅NPN管芯。
本發(fā)明實(shí)施例之三。
本實(shí)施例參照?qǐng)D3說明如下受光二極管(21)為鍺PIN光電二極管或管芯，耦合三極管(22)為PNP鍺三極管或管芯和輸出三極管是硅NPN三極管或管芯。將上述器件或管芯組裝或混合集成，即可得到光致負(fù)阻器件。
權(quán)利要求
1.一個(gè)光致負(fù)阻器件，它由受光結(jié)(11，21)，耦合區(qū)(15，22)和輸出三極管(12、13、14，23)組成。其特征在于所說的受光結(jié)(11、12)可以是PN結(jié)、NP結(jié)、PIN結(jié)，異質(zhì)結(jié)或肖特基結(jié)，耦合區(qū)(15、22)可以是N型或P型半導(dǎo)體，PNP或NPN三極管，輸出三極管(11、12、14，23)則可以是NPN或PNP三極管。其特征還在于利用間接耦合光電探測(cè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的光致負(fù)阻特性。
2.按權(quán)利要求1所規(guī)定的器件，其特征在于襯底材料(10)是電阻率為1～20Ω.cm的硅外延材料，受光結(jié)(11)為硅PN結(jié)，耦合區(qū)(15)寬度為0.3～20μm，輸出三極管(12、13、14)為NPN硅三極管。
3.按權(quán)利要求1所規(guī)定的器件，其特征在于受光結(jié)(21)和耦合區(qū)(22)為鍺的集成結(jié)構(gòu)，輸出三極管(23)是硅NPN管芯
4.按權(quán)利要求1所規(guī)定的器件，其特征在于受光結(jié)(21)是鍺PIN光電二極管管芯，耦合區(qū)(22)為鍺PNP三極管管芯和輸出三極管(23)是硅NPN三極管管芯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單片集成，混合集成或組裝的光致負(fù)阻器件。它是利用間接耦合光電探測(cè)結(jié)構(gòu)的光致負(fù)阻效應(yīng)而發(fā)明的一種新型光電器件。能夠用于高速光電開關(guān)和光控振蕩。
文檔編號(hào)H01L31/10GK1065952SQ9110226
公開日1992年11月4日 申請(qǐng)日期1991年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月13日
發(fā)明者何民才, 陳炳若, 黃啟俊 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)