專利名稱：內(nèi)調(diào)制間接耦合光電探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供的新型光電探測器是又一種類型的間接耦合光電探測器。
為了探測極微弱的光，通常在光源與探測器的通路上置一斬波器，把一束恒定光斬波成具有固定頻率的調(diào)制光，然后進(jìn)行光電探測和選頻放大，借以大幅度提高探測系統(tǒng)的信噪比。
上述系統(tǒng)雖能探測到微弱的光，但設(shè)備復(fù)雜、價格昂貴，使用也不方便。例如這種方法就不適用于野外、家庭及其他簡單應(yīng)用。
本發(fā)明是利用調(diào)制間接耦合光電探測器中耦合結(jié)構(gòu)的方法，制造一種內(nèi)調(diào)制的光電探測器。當(dāng)它接收一束恒定的微弱光時，即有調(diào)制的光電信號輸出。
本發(fā)明的原理以

圖1A和圖1B為例說明如下。在金屬(15)和襯底(10)間加上如圖1B所示的電壓，使通道(14)處于弱反型狀態(tài)而不強(qiáng)反型，反向偏壓下的輸出NP結(jié)(12)只有很小的反向飽和電流流過。光照下，受光PN結(jié)(16)在開路電壓的作用下，N區(qū)的電子將借助熱發(fā)射或擴(kuò)散而進(jìn)入通道(14)，然后沿通道(14)向右傳輸至輸出NP結(jié)(12)而被輸出，這就是輸出的光電信號。若在柵(15)上再疊加一小幅值的正弦電壓，通道(14)中的電勢將被調(diào)制，于是流進(jìn)通道(16)的電子流密度將正弦變化，輸出的也將是正弦變化的光電信號。
內(nèi)調(diào)制間接耦合光電探測器可以有多種多樣。例如襯底(10)可以是P型，亦可以為N型;受光結(jié)(16)可以是NP結(jié)、PN結(jié)、異質(zhì)結(jié)或肖特基結(jié)。受光結(jié)(16)，通道(14)和輸出器(12)之間連接，可以是單片集成，也可以混合組裝。通道(14)和輸出器(12)之間連接，可以是單片集成電路。通道(14)可以用MIS、PN結(jié)或肖特基結(jié)等的場效應(yīng)方法形成。
這里發(fā)明的內(nèi)調(diào)制光電探測器在無斬波器的情況下能提供微弱光的調(diào)制光電信號。既提高了信噪比，又明顯地簡化了測試設(shè)備和方便了應(yīng)用，把探測微弱光的技術(shù)向前推進(jìn)了一大步。
圖1A是說明內(nèi)調(diào)制間接耦合光電探測器原理例舉的俯視圖，圖1B是圖1A沿1-1線的剖面圖。10是P型硅襯底，12是輸出NP結(jié)，13是輸出鋁引線，14是通道，15是柵電極，16是受光NP結(jié)。
圖2A是內(nèi)調(diào)制間接耦合硅光電三極管管芯的俯視圖。圖2B是圖2A沿2-2線的剖面圖。20是N型硅襯底，21是輸出三極管發(fā)射區(qū)，22是輸出三極管的集電結(jié)，23是輸出三極管發(fā)射區(qū)鋁電極，24是通道，25是金屬鋁柵，26是受光PN結(jié)。
發(fā)明實(shí)施例。
制造內(nèi)調(diào)制間接耦合光電三極管的技術(shù)方案參照圖2說明如下
1、用電阻率為2-100Ω·cm的N型硅作襯底(20)材料;
2、常規(guī)平面工藝氧化硅片，氧化層厚6000°A以上;
3、光刻彼此以通道(24)連接的受光PN結(jié)(26)區(qū)和輸出三極管基區(qū)，通道(24)長度為1-40μm;
4、硼擴(kuò)散形成受光PN結(jié)(26)和輸出三極管集電結(jié)(22)，結(jié)深3-4μm，摻雜濃度為5×1017～5×1018cm-3;
5、光刻三極管發(fā)射區(qū)(21)，然后進(jìn)行磷擴(kuò)散，使三極管的放大系數(shù)大于100;
6、以下工藝與制作普通光電三極管相同。
權(quán)利要求
1.一個內(nèi)調(diào)制間接耦合光電探測器，它由開路受光結(jié)(16)、通道(14)和輸出器件(12)組成。其特征在于所說的受光結(jié)(16)可以是PN結(jié)、NP結(jié)、異質(zhì)結(jié)或肖特基結(jié)，所說的通道(14)可以用MIS、PN結(jié)和肖特基結(jié)形成，它僅處于弱反型狀態(tài)，還能用外加電壓調(diào)制。
2.按權(quán)利要求1所規(guī)定的光電探測器，其特征在于所說的通道(16)長度為1-40μm
3.按權(quán)利要求1和2所規(guī)定的光電探測器，其特征在于所說的輸出器件(12)可以是二極管、三極管或集成電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)調(diào)制的間接耦合光電探測器，不外加斬波器的情況下，能夠把恒定的微弱光轉(zhuǎn)換為調(diào)制的光電信號，達(dá)到提高信噪比的目的。本發(fā)明提供的探測器具有設(shè)備簡單、價格低廉和使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01L31/10GK1044531SQ8910056
公開日1990年8月8日 申請日期1989年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1989年1月28日
發(fā)明者何民才 申請人:武漢大學(xué)