Механизм усиления фототока в инжекционных фотодиодах на основе фоточувствительной поликристаллической пленки CdS

Abstract

Создана структура n⁺CdS-nCdS-nSi, чувствительная к малым световым сигналам. Такая структура при освещении лазерным лучом с λ = 0,625 μm и мощностью P = 10 μW/cm² при комнатной температуре имеет спектральную чувствительность S ≈ 4700 A/W при напряжении смещения V = 40V в прямой ветви ВАХ. А при облучении белым светом мощностью P = 2,7•10⁻² μW структура имеет интегральную чувствительность Sint ≈ 110 A/ lux (1,2•10⁴ A/W) при том же напряжении смещения и температуре. Прямая ветвь ВАХ такой структуры описывается степенными зависимостями I ~ V² и I ~ V³, которые реализуются в длинных диодах (d/L ≥ 10, где d — толщина базы, L — длина диффузии неосновных носителей), и где протекающие токи определяются биполярным дрейфом носителей заряда. Показано, что усиление первичного фототока обусловлено модуляцией биполярной дрейфовой подвижности при облучении «примесным» светом малой мощности.

Створена структура n⁺CdSe-CdS-nSi, чутлива до малих світлових сигналів. Така структура при освітленні лазерним променем з λ = 0,625 μm і потужністю P = 10 μW/cm² за кімнатної температури має спектральну чутливість S ≈ 4700 A/W при напрузі зсуву V = 40V у прямій гілці ВАХ. При опроміненні білим світлом потужністю P = 2,7•10⁻² μW структура має інтегральну чутливість Sint ≈ 110 A/lux (1,2•10⁴ A/W) за умов тієї ж напруги зсуву та температури. Пряма гілка ВАХ такої структури описується ступеневими залежностями I ~ V² і I ~ V³, які реалізуються в довгих діодах (d/L ≥ 10, де d — товщина бази, L — довжина дифузії неосновних носіїв) і де струми визначаються біполярним дрейфом носіїв заряду. Доведено, що посилення первинного фотоструму обумовлене з модуляцією біполярної дрейфової рухливості при опроміненні «домішковим» світлом малої потужності.

It is created n⁺CdS-nCdS-nSi-structure sensitive to small light signals. Such structure has spectral sensitivity S ≈ 4700 A/W at illumination by laser beam with λ = 0,625 μm and power P = 10 μW/cm² at room temperature and voltage bias V = 40V in the direct branch of current-voltage characteristic. At irradiation by white light with power P = 2,7•10⁻² μW the structure has integrated sensitivity Sint ≈ 110 A/lux (1,2•10⁴ A/W) at the same voltage and temperature. The direct branch of current voltage characteristic of such structure is described by sedate dependences I ~ V² and I ~ V³ which are realised in long diodes (d/L ≥ 10, where d — thickness of the base, L — diffusion length of nonbasic carriers) where currents are defined by bipolar drift of carriers. It is shown, that amplification of the primary photocurrent is caused by modulation of bipolar drift mobility at irradiation by «ipurity» light with low power by such technological parameters as deposition time, substrate temperature and ratio of the sulfur and cadmium ions in the initial solution.