161916. lajstromszámú szabadalom • Fényérzékelő félvezető eszköz

3 161916 4 elkészíteni, a keletkező laterális fotofeszültség a fényfolt helyének függvényében széles határok között közel lineárisan változik, ami az eszköz alakalmázásánál jelent előnyt. A heteroátmenet lehetővé teszi továbbá azt is, hogy az eszköz fotofeszültség mérésére nem használt oldalán vezérlőelektródákat helyezzünk el, melyekkel az átmeneten átjutott töltéshordozók haladási irányát befolyásolhatjuk, és így a keletkező laterális fotofeszültséget modulálhatjuk. Míg az előfeszítés nélküli laterális fényelem esetén a fényelem által szolgáltatott feszültség akkor zérus, amikor a fényfolt az elektródákhoz képest szimmetrikusan esik a fényelem felületére, adddig a találmány szerinti megoldás lehetővé teszi ennek a „szimmetriapontnak" villamos úton történő befolyásolását. A „szimmetriapont" a fényérzékelő felületén megfelelő vezérlőelektróda elrendraéssel tág határok között villamos úton változtatható. További előnye a találmány szerinti megoldásnak, hogy a mérő és vezérlő elektródák egymástól villamosan nagymértékben függetlenek. A találmányt a továbbiakban a rajzon ábrázolt kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti fényérzékelő vázlatos metszeti rajzát és a mérő-, illetőleg vezérlőáramkörhöz való csatlakoztatását, a 2. ábra pedig négy mérőelektródás fényérzékelő eszköz felülnézetét mutatja. Az 1. ábrán félvezető 1 rétegen pl. Si-rétegén, heteroepitaxiálisan felvitt félvezető 2 réteg, pl. Ge réteg van. A 2 réteg 3 fényérzékelő felületére 4 fénysugár esik. A laterális fotofeszültség mérésére 5, illetőleg 6 kontaktusokhoz csatlakoztatott 7, illetőleg 8 mérőelekt^ ródák szolgálnak. A félvezető testnek a 7 és 8 mérőelektródákkal ellentétes oldalán az 1 rétegre 9, illetőleg 10 kontaktusokon át 11, illetőleg 12 vezérlőelektródák vannak csatlakoztatva. A 7 és 8 mérőélektrÓdákhóz nagy bemenő impedanciájú 13 mérőműszer bemenete, a 11 és 12 vezérlőéíektródákhoz pedig \14 vezérlőgenerátor kimenete van kapcsolva. A 14 vezérlőgenerátor a mért fotofeszültség kívánt modulálásának megfelelően lehet egyen- vagy váltakozó, vagy egyéb villamos jelforrás. A 2. ábra négy 15, 16, 17 és 18 mérőelektródával ellátott fényérzékelő eszközt szemléltet a beeső 4 fénysugár irányából fiíézve. A mérőelektródák kontaktusai úgy vannak elhelyezve, hogy azok páronként egymásra merőleges, a 3 fényérzékelő felület síkjában fekvő egyeneseken feküdjenek. A 19 és 20 kontaktusok által meghatározott egyenes így merőleges á 21 és 22 kontaktusok által meghatározott egyenesre. Az összetartozó 15 és 16, illetőleg 17 és 18 mérőelektródákhoz 23, illetőleg 24 mérőműszerek vannak csatlakoztatva, de lehetséges olyan kapcsolási megoldási is, ahol a mérőelektródák egyetlen X és Y bemenetekkel rendelkező mérőberendezéshez, pl. oszcilloszkóphoz csatlakoznak. Az ábrázolt elrendezéssel a beeső fénysugár síkbeli helyzetére jellemző fotofeszültség párt mérhetünk. A rajzon nem ábrázolt vezér-5 loelektródákat többféleképpen is el lehet helyezni. Ha pl. a 19, 20, 21 és 22 mérőelektródákkal átellenes pontokon négy vezérlőelektródákat helyezünk el, akkor azok páronkénti vezérlésével a mérőelektródákról levett X—-Y jel-10 pár X—Y síkban modulálható. Ha az X—-Y jelpár közül csak az egyiket kívánjuk modulálni, akkor két vezérlőelektróda is elegendő, amit a kívánt irányú egyenes mentén kell elhelyezni. Az ábrán a vezérlő generátort vagy generáto-15 rokat sem tüntettük fel. Az 1. és 2. ábrán feltüntetett elektróda elrendezések mellett lehetőség van arra is, hogy csillag vagy delta kapcsolásnak megfelelő három, illetve hat vagy bármilyen más számú 20 elektróda, illetve elektródapár között fellépő fotofeszültséget hasznosítsuk. •.» . A találmány szerinti fényérzékeny félvezető eszköz egy kiviteli alakjánál kb. 1 mm vastag, 25 5 mm hosszú és 2 mm szélesfélvezető Si lapján Si—Ge heteroátmenetet hoztunk létre vékony Ge réteg epitaxiális ránövesztésével. Az eszközön két-két mérő-, illetőleg vezérlőelektródát helyeztünk el. A két mérőelektróda kö-30 zöitti fényérzékelő Si felületre fénysugarat ejtve a szimmetriaponttól, ahol a fotofeszültség zérus értékű, ± 0,7 mm tartományban lineári. san változó ± 20 mV max. értékű fotofeszültséget kaptunk. A fotofeszültség a szimmetria-35 pont két oldalán ellentétes polaritásű. A vezérlőelektródákon átfolyatott 40 /<A áram hatására a fényérzékelő eszköz szimmetriapontja 0,25 mm-rel tolódott el. A vezérlőáram-eltolódáS összefüggés ebben a tartományban lineáris 40 volt. A találmány szerinti fényérzékelő félvezető eszköz alkalmazható pl. galvanométer tükörről visszaverődő: fényfolt helyzetének meghatározására. Itt a fényforrás fénye a galvanométer 45 tükréről jut a találmány szerinti laterális fényérzékelőeszköz fényérzékelő felületére, melynek mérőelektródái szabályozó elektronikához csatlakoznak, amely egyrészt érzékeli a laterális fotófeszültséget, másrészt elvégzi a szükséges 50 kompenziót, harmadrészt irányító, beavatkozó jelet szolgáltathat további adatfeldolgozás, illetve szabályozási feladat ellátásához. . i Alkalmazható a találmány szerinti fényérzé-55 kelő lézer irányzó olvasási rendszerében is. Itt lézer sugárzás jut a céltárgynak használt , fényérzékelő felületre. X—Y irányokban elhelyezett mérőelektródapárról levett fotofeszültséget elektronikus rendszer a lézer sugár útján 6o merőleges vagy közelmerőleges irányban való elmozdulás szempontjából értékeli, a pontos középpontot meghatározza, illetve szabályozó berendezésnek vezető jelet szolgáltat. Hasonló felépítés segítségével a találmány 65 tárgyát képező laterális fotofeszültségen ala-2