148687. lajstromszámú szabadalom • Közbensőréteges típusú fényelem

Megjelent: 1961. december 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Í48.687 SZÁM 21. g. 29—35. OSZTÁLY — ZE-165. ALAPSZÁM Közbensőréteges típusú fényelem VEB Carl Zeiss Jena cég, Jena, Német, Demokrat ikus Köztársaság Feltalálók: Dietzel Gisbert mérnök, dr. GörlichPaul professzor és dr. Krohs Alfred, mindhárman Jena, (NDK) A bejelentés napja: 1960. július 18. Német Demokratikus , Köztársaság-beli: elsőbbsége: 1859. július 18. A szelén fényelemek spektrális érzékenységeloszlásának befolyásolására számos eljárás ismert, így pl. a spektrum infravörös részében az érzékenységet a szelénhez kevert tellur vagy higany segítségével lehet kismértékben megnövelni. A fedőelektróda és a szelén közé beépített kadmium réteg révén 710 m M-os hullámhossznál egy kis második maximum lép fel a spektrális érzékenység görbében. E maximum kialakulása a szelén és kadmium, közötti átmenetnél történő kádmiumszelenid képződésre vezethető vissza. Ha a szelén és a kadmium közé még egy bizmutszelenid réteget is beépítünk, úgy e második maximum hosszabb hullámoknál jelentkezik és a főmaximum kb. 35%-át teszi ki. A találmány olyan fényelemre vonatkozik, melynek spektrális érzékenységeloszlása meglepően erősen kiképzett második maximummal rendelkezik a 780 ni p és 820 m /i közötti hullámtartományban és e második maximum nagysága a főmaximurn 50%-ánál is több. A találmány értelmében ezt úgy érjük el, hogy a közbenső rétegként alkalmazott anyagnak az alaprétegbe történő diffúziójának csökkentése vagy megakadályozása céljából e kettő között, vagy két vagy több közbenső réteg között választóréteget 'helyezünk el. E választóréteg kémiai úton állítható elő. Állhat szigetelőanyagból, előnyösen kalciumfluoridból, lehet azonban félvezető, de a diffúziót megakadályozó rétegeket is alkalmazni. Így különösen alkalmasak választórétegként a nehézfémek halogenidjei. A találmány részletesebb magyarázatára szolgálnak az 1—3. ábrák, melyek közül az 1. ábra a találmány szerinti fényelem példaként! felépítését mutatja vázlatosan, a 2. és 3. ábrákon pedig görbék kapcsán mutatjuk be a találmány szerinti megoldás befolyását a spektrális érzékenységeloszlásra és az egyenirányító effektusra. Az 1. ábra szerinti kivitelnél az 1 alaplemezre a 2 szelénréteg van felvíve. Ezen helyezkedik el a kalciumfluoridból álló 3 választóréteg, amelyre — a fényelemnek az ultravörös tartományban való érzékenysége növelése végett — egy indiumból álló 4 közbenső réteg van felszórva, vagy felpárologtatva. Ezen réteg fölött helyezkedik el az 5 fedőelektróda, amely ismert módon fém- vagy félvezetőréteg lehet. A 3 választórétegnek jelen esetben az a célja, hogy megakadályozza a 4 közbenső réteg indiumának a szelénrétegbe való diffúzióját. Így lehetővé válik a fényelem fényérzékenységét egy hármas faktorral, vagy még jobban megnövelni, éspedig nemcsak a spektrum látható részében, hanem a közeli infravörösben is. A 3 választóréteg vastagságát célszerűen úgy választjuk meg, hogy az effektust elsősorban nem annak lehetséges elektoonvezetőképessége szabja meg, hanem az a diffúziót akadályozza meg. Az ily fényelemek integrált érzékenysége 3,14 cm2 hasznos felület esetén 1000 /xA/lm felett van éspedig 500 lx-nál, 120 oShm-os műszerellenállásnál és a szabvány 2850 Kelvin0

színhőmérsékletű A fényforrással mérve. A 2. ábrán összehasonlítás céljából két fényelem azonos energiájú spektrumra vonatkoztatott érzékenységelosztási görbéi láthatók. A 6-os görbe egy ismeirt, kadmium és bizmutszelenid közbenső réteges szelén fényelem érzékenységlefolyását mutatja. E görbe kb. 780 m /x-nál levő második maximumának nagysága a főmaximurnnak mintegy 35%-a. Ezzel szemben a találmány szerinti indium közbenső réteges és az indium- és szelénréteg közötti választóréteggel rendelkező fényelem érzékenységi görbéjét 7 jelöli és e görbe oly második maximumot mutat, melynek nagysága a főmaxímum 50%-ánál is több. A 3. ábrán a 8-as görbe az eddigi, választóréteg nélküli fényelemek egyenirányítóeffektusát,