SE464900B - Bildalstrande anordning foer termisk straalning och dess anvaendning i en apparat foer att avsoeka en termisk straalningsbild - Google Patents

Description

464 900 2. tad riktning genom tillförande av en lämplig förspänning. Den ström som alstras genom denna diod är också ett mått på tätheten av minoritets- laddningsbärare som är alstrade av strålningen. Diodövergångarna kan också användas i ett ej förspänt tillstånd.

I de speciella utföringsformer av denna anordning, vilka är be- skrivna och visade i den nämnda brittiska patentskriften 1 488 258, är den metall- eller halvledarzon som bildar avläsningsorganen monterad på (och begränsad till) halvledarremsan, vilken remsa själv är monterad i ett konventionellt inkapslingsarrangemang för att kyla remsan till den önskade driftstemperaturen och för att åstadkomma de erforderliga elekt- riska anslutningarna. Det är vanligt att använda trådförbindningar för att åstadkomma de elektriska anslutningarna till en bildalstrande anord- ning för termisk strålning i en sådan inkapsling. Att fästa en trådan- slutning direkt vid ett sådant avläsningselement på remsan kan emellertid förorsaka problem. Avläsningsstället är en känslig yta i den ambipolara driftbanan. Trådinfästning i denna yta kan medföra skada på halvledarma- terialet, vilket förorsakar en avsevärd rekombination av laddningsbärare i denna yta. I extrema fall kan till och med brott i halvledarmaterialet inträffa.

Vid experiment som lett fram till föreliggande uppfinning har ett flertal sådana remsor monterats parallellt på ett gemensamt substrat för att bilda en tvådimensionell avkänningsyta. För att reducera den okänsli- ga ytan mellan de parallella remsorna är det önskvärt att remsorna ligger tätt tillsammans. För att förenkla den bildalstringsapparat som utnyttjar sådana parallella remsor är det vanligen också önskvärt att nämna avläs- ningsorgan och förspänningselektrodorgan ligger i huvudsak anordnade i linje vinkelrätt mot remsorna. Detta dubbla önskemål av tät sammanpack- ning och lägesinriktning kan uppfyllas genom att ansluta trådar direkt på avläsningsorganet på varje remsa men detta medför de tidigare beskrivna nackdelarna.

Enligt en aspekt av uppfinningen är ett element för en bildalstran- de anordning för termisk strålning innefattande minst en halvledarkropp i form av minst en långsträckt remsa av halvledarmaterial, i vilken fria laddningsbärare kan alstras vid absorption av termisk strålning, som faller in mot remsan, förspänningselektrodorgan som är åtskilda från var- andra längs remsan för att bringa en förspänningsström till övervägande delen av majoritetsladdningsbärare att flyta längs remsan, vilken ström 464 900 3. kan upprätthålla en ambipolar drift av strålningsgenererade fria minori- tetsladdningsbärare i den motsatta riktningen mot nämnda förspännings- ström, samt avläsningsorgan i den ambipolara driftbanan mellan de åtskil- da förspänningselektrodorganen, kännetecknat därav att nämnda remsa vid stället för avläsningsorganen grenar sig i två delar, som är skilda från varandra genom ett spår, som sträcker sig från nämnda ställe i en rikt- ning som är huvudsakligen parallell med remsan, varvid en av de två de- larna bildar fortsättningen av den ambipolara driftbanan från nämnda ställe till ett av förspänningselektrodorganen, varjämte en förbindelse till nämnda avläsningsorgan innefattar den andra av nämnda två delar och sträcker sig från nämnda ställe i en riktning, som är huvudsakligen pa- rallell med nämnda spår samt är skild av nämnda spår från det nämnda ena av förspänningselektrodorganen.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen innefattar anordningen för termisk strålning ett flertal av nämnda halvledarkroppar eller delar av nämnda kropp i form av huvudsakligen parallella långsträckta remsor av nämnda halvledarmaterial på ett substrat varvid var och en av remsor med nämnda förspänningselektrodorgan och avläsningsorganen i den ambipolara driftsbanan för varje remsa vid stället för avläsningsorganen grenar sig i nämnda två åtskilda delar.

I en sådan anordning innefattar förbindningen till avläsningsorgan- en de nämnda andra delarna av remsorna och sträcker sig bort från avläs- ningsorganen så att, om t ex trådanslutningar användes vid en inkapsling av anordningen, dessa trådar kan fästas vid en del av förbindningen som är vänd bort från den känsliga ytan som är förenad med avläsningsorgan- en. Det parallella arrangemanget av spåret och den avgrenade delen av remsan gör det möjligt för denna förbindning till avläsningsorganen att sträcka sig mellan halvledarremsorna även om dessa remsor är mycket tätt anordnade. Således kan arrangemanget av remsorna vara sådant att förspän- ningselektrodorganen och nämnda avläsningsorgan ligger i huvudsak i linje vinkelrätt mot remsorna och remsorna kan vara så tätt anordnade att de är skilda från varandra på substratet av spår som har en bredd, som är mind- re än bredden av en remsa, t ex mindre än hälften eller till och med en fjärdedel av en remsas bredd.

Den av flera remsor bestående anordningens geometri kan bli synner- ligen kompakt om den remsdel, som utgör nämnda fortsättning av den ambi- polara driftbanan, är smalare än den del av nämnda bana som ligger före 464 900 4. avläsningsorganen. Denna försmalning av den ambipolara driftbanan vid stället för avläsningsorganen resulterar i en sammanträngning av förspän- ningsströmmen vid detta ställe och ger således ett högre elektriskt fält, vilket förbättrar anordningens karakteristika genom att öka både drift- hastigheten och anordningens känslighet.

För att isolera halvledarremsorna från inverkan av elektriska an- slutningar i inkapslingen är det att föredra att göra dessa anslutningar direkt till en metallisering på substratet i stället för att göra dem på en del av halvledarkroppen. I en speciellt fördelaktig utföringsform har var och en av remsorna en överkant som är mera rundad åtminstone vid ena änden av remsan än den är längs remsans sidor, varvid metallskikt som bildar anslutningar till nämnda förspänningselektrodorgan och nämnda av- läsningsorgan sträcker sig över denna mera rundade kant och in över sub- stratet. Genom att ha en skarpare kant utefter remsornas sidor kan rem- sorna anbringas tätt på ett kompakt sätt, medan den mera rundade kanten vid remsornas ände kan reducera problemen att avsätta ett metallskikt på denna kant för att bilda en obruten och tillförlitlig förbindelse med av- läsningsorganen och förspänningselektrodorganen.

Avläsningsorganen kan vara av känd typ, t ex med ohmsk kontakt eller diodövergångar, såsom tidigare beskrivits. För att reducera serie- resistansen i avläsningsförbindningen kan den andra av nämnda två delar företrädesvis uppbära en metallremsa som åtminstone sträcker sig till inre kanten av nämnda spår mellan de två delarna för att åtminstone åstadkomma huvudledningsbanan av nämnda förbindning som innefattar nämnda del.

Sådana anordningar och element i enlighet med uppfinningen kan an- vändas i en apparat med mekanisk avsökning, såsom är beskrivet i brittis- ka patentskriften GB 1 488 258. Enligt ytterligare en aspekt av uppfin- ningen avses användning av bildalstrande anordning för temisk strålning enligt något av föregående patentkrav i en apparat innefattande medel för att avsöka en termisk strålningsbild längs nämnda remsa eller remsor i samma riktning som den ambipolara driften och med en hastighet, som i hu- vudsak svarar mot den ambipolara driftshastigheten.

Anordningar i enlighet med uppfinningen kan emellertid också använ- das i anläggningar för termisk bildalstring vilka utnyttjar andra typer av avsökning, t ex en apparat som har medel för att mata en avsöknings- spänningsgradient till remsan eller remsorna via förspänningselektrodor- 464 900 5. ganen så att strålningsalstrande laddningsbärare drivs mot nämnda avläs- ningsorgan.

Utföringsformer av uppfinningen i dess olika aspekter kommer nu att beskrivas såsom exempel med hänvisning till bifogade schematiska ritning- ar, vilka också åskådliggör ytterligare fördelaktiga kännetecken, som kan uppnås i enlighet med uppfinningen, varvid fig 1 visar en planvy av en bildalstrande anordning för termisk strålning i enlighet med uppfinning- en, fig 2 visar en förstorad planvy av en del av anordningen enligt fig 1 utvisande änddelarna av två av dess element i enlighet med uppfinningen, fig 3 visar ett tvärsnitt taget längs linjen III-III i fig 2, fig 4 visar en planvy av den del av en bildalstrande anordning för termisk strålning i enlighet med uppfinningen med en modifierad änddel av elementen, fig 5 visar en förenklad perspektivvy av delar av en avbildningsapparat för termisk strålning i enlighet med uppfinningen och figur 6 visar en planvy av en del av en annan bildalstrande anordning för termisk strålning i en- lighet med uppfinningen.

Det observeras att figurerna ej är ritade i skala och att de rela- tiva dimensionerna och proportionerna av vissa delar har överdrivits eller reducerats för att åstadkomma tydlighet. Samma hänvisningsheteck- ningar har använts i de olika figurerna inte bara för att beteckna samma delar i samma anordning eller element utan också liknande delar i olika anordningar och element.

Den bildalstrande anordningen för termisk strålning enligt figurer- na 1 till 3 innefattar ett flertal fotoledande element 1 på ett substrat 2. Elementen 1 är halvledarkroppar i form av väsentligen parallella lång- sträckta rektangulära remsor av halvledarmaterial av en given lednings- förmågetyp, i vilka fria laddningsbärare kan alstras vid absorption av termisk strålning som faller in mot remsan. Halvledarmaterialeå kan exem- pelvis vara kadmium-kvicksilver-tellurid av n-typ Hg0'79Cd0'21Te med en bärarkoncentration av mindre än 5 x 1014 cm'3i frånvaro av infal- lande strålning. I material av denna sammansättning ligger strålningsab- :orptionskanten vid en driftstemperatur av 77' K vid en våglängd av unge- fär 11,5 mikron. I detta material åstadkommer absorption av infraröd strålning i fönstret 8-14 mikron alstring av elektron-hålpar, varvid hå- lens rörlighet vid den avsedda driftstemperaturen av 77' K är 600 cm2 V'1 sek'1 medan livslängden är 2,5 mikrosekunder. Elektronrörligheten är ungefär 2.105 cmz V'1 sek'1. 464 900 6.

Varje remsa 1 kan exempelvis ha en längd av 1 mm, en bredd av 62,5 mikron och en tjocklek av 10 mikron. Remsorna 1 kan vara åtskilda genom spar 3 som exempelvis har en bredd av 12,5 mikron. Figur 1 visar såsom exempel åtta sådana åtskilda remsor 1. Det är uppenbart att andra appara- ter kan kräva ett annat antal remsor och andra dimensioner på längd, bredd och tjocklek samt avstånd. substratet 2 kan vara av safir och halvledarremsorna 1 kan vara fästa vid substratet genom ett skikt av epoxilim som exempelvis kan vara 0,5 mikron tjockt, se figur 3. På överytan av varje halvledarremsa 1 finns ett passiverande skikt 5 som kan vara ungefär 0,1 mikron tjockt och huvudsakligen bestå av oxider av kvicksilver, kadmium och tellurium.

Passiveringsskiktet 5 har avlägsnats från de båda motsatta ändarna av överytan av varje remsa 1, där förspänningselektroder 6 och 7 är an- ordnade. Dessa elektroder kan bestå av genom avsättning anbringade skikt av guld med en tjocklek av ungefär 1 mikron, vilka vart och ett bildar ohmsk kontakt med halvledarytan. De kan exempelvis sträcka sig utefter halvledarytan en sträcka av 100 mikron från remsornas 1 ändar. Såsom är visat i figur 3 kan elektroderna 6 och 7 vara nedsänkta en kort sträcka i halvledarytan, t ex 1 eller 2 mikron, och de kan vara framställda med an- vändning av den jonetsnings- och metall-'lift-off"-teknik som är beskriv- en i britiska patentansökningen 20 27 986 A.

De metallskikt som bildar elektroderna 6 och 7 sträcker sig också utefter substratet 2, där de tjänar såsom förbindningar till elektroder- na. Elektrodförbindningarna 6 och 7 på substratet expanderar och diverge- rar något för att bilda ytor, där t ex guldtràdanslutningar kan göras då anordningen monteras i ett hölje. Såsom framgår av figur 3 är den övre kanten av var och en av remsorna 1 mera rundad vid de motsatta ändarna av remsan än längs remsans sidor. De metallskikt som bildar elektrodförbind- ningarna 6 och 7 sträcker sig till substratet 2 över denna mera rundade kant. Jonetsning kan användas för att bilda de parallella halvledarrem- sorna 1 av en enda halvledarkropp och för att bilda de separata elektro- derna samt deras förbindningar för varje remsa av ett metallskikt, som är avsatt på halvledarkroppen och på substratet 2. Den metod som är beskri- ven i brittiska patentansökningen 20 27 556 A kan därvid användas.

Genom att anbringa en likströmsförspänning mellan dessa elektroder 6 och 7, som är fördelade längs var och en av remsorna 1, bringas en för- spänningsström som till övervägande delen består av majoritetsladdnings- 464 900 7. bärare (i detta exempel elektroner) att flyta i en riktning längs rem- san. Denna förspänningsström kan upprätthålla en ambipolar drift av strålningsgenererade fria minoritetsladdningsbärare (i detta exempel hål) i den motsatta riktningen. Anordningens funktion kommer att beskrivas mera detaljerat senare med hänvisning till figur 5.

Avläsningsorgan innefattande en elektrod 8 finns i den ambipolara driftbanan mellan de åtskilda förstnämnda elektroderna 6 och 7. Dessa av- läsningsorgan kan vara av vilken som helst känd typ. De kan exempelvis utgöras av en ytanslutande zon av motsatt ledningsförmågetyp (i detta exempel p-typ) som bildar en pn-diodövergång med halvledarremsans 1 kropp. Det observeras att denna zon och halvledarremsans 1 kropp har dess 1edningsförmågeegenskaper vid anordningens avsedda driftstemperatur men de behöver inte nödvändigtvis uppvisa dessa egenskaper vid rumstempera- tur. I synnerhet om kadmium-kvicksilver-tellurid av n-typ användes i rem- sorna 1 och om den avsedda driftstemperaturen är 77' K kan en sådan pn- övergång inte förefinnas vid remstemperatur. I stället för en pn-övergång kan de nämnda avläsningsorganen innefatta en Schottky-(metallhalvleda- re-)diodövergâng.

I det i figurerna 1-3 visade exemplet innefattar avläsningsorganen dock inte någon diodövergång utan består bara av åtskilda elektroder (8 och 6) och (8 och 7), vilka alla bildar ohmska kontakter med halvledar- remsorna 1. Anordningen enligt figurerna 1-3 har avläsningsorgan vid båda ändarna av varje remsa 1. Detta möjliggör avläsning med remsorna 1 för- spända i endera riktningen, d v s antingen avläsning med användning av elektroderna 8 och 6 med förspänningsström från elektroden 6 mot elektro- den 7 eller avläsning med användning av elektroderna 8 och 7 med ström från elektroden 7 mot elektroden 6. Om de karaktäristiska egenskaperna för den framställda anordningen är bättre, då den är förspänd i en rikt- ning än i den andra riktningen, kan denna riktning väljas vid drift.

Det är emellertid inte nödvändigt att ha avläsningsorgan vid båda ändar av remsorna 1. Både figur 4 och 5 illustrerar således exempelvis anordningar, i vilka inga avläsningsorgan finns nära den ände av remsorna 1 där elektroden 7 är belägen. I anordningarna enligt båda figurerna 4 och 5 sträcker sig det metallskikt, som bildar de separata elektroderna 7 för varje remsa 1, över änden av varje remsa 1 och till substratet 2. Det är också möjligt att ha avläsningselektroder fördelade med läm liga in- tervall längs den ambipolara driftbanan för varje remsa 1 för att i varje 464 900 8.

Längden av den ambipolara driftbanan framför det aktuella avläs- ningsorganet, och över vilken total integration av de strålningsgenerera- de minoritetsladdningsbärarna kan ske, är begränsad till en sträcka som är bestämd av livslängden för minoritetsladdningsbärarna i halvledarmate- rialet, det elektriska fältet samt den ambipolara rörligheten som gäller för halvledarmaterialet och som vanligen är ungefär lika med minoritets- laddningsbärarrörligheten. Denna sträcka måste därför tas i beaktande vid placeringen av avläsningsorganen utefter remsorna 1.

I enlighet med förliggande uppfinning grenar sig varje remsa 1 vid stället för avläsningsorganen 8 och 6 samt 8 och 7 i två delar 11 och 12 (se figurerna 2 och 3), vilka är skilda från varandra av ett spår 13 som sträcker sig från detta ställe i en riktning som är huvudsakligen paral- lell med remsan 1.

En del 11 bildar fortsättningen av den ambipolara driftbanan från nämnda ställe till den närliggande förspänningselektroden 6 eller 7.

Elektroden 8 går från avläsningsstället i en riktning som är huvud- sakligen parallell med spåret 13 för att bilda en metallförbindning till avläsningselektroden 8, vilken är uppburen av den andra delen 12. Denna förbindning omfattar delen 12 åtminstone såsom en mekanisk bärare för me- tallremsan. Denna elektrodförbindning är skild genom spåret 13 från den angränsande förspänningselektroden 6 eller 7. Denna remsförbindning 8 är nedsänkt ett litet stycke i halvledarytan och sträcker sig också över de mera rundade ändkanterna av remsorna 1 och in på substratet 2 för att bilda ytor för trådanslutningar. Detta metallremsmönster kan bildas sam- tidigt och av samma metallskikt som elektroderna 6 och 7, medan spåren 13 kan bildas samtidigt med spåren 3. Spåren 13 kan också vart och ett ha en bredd av t ex 12,5 mikron.

En kompakt geometri erhålles således hos anordningen, där förspän- ningselektroderna 6 och 7 samt avläsningselektroderna 8 ligger i huvudsak i linje vinkelrätt mot nämnda remsor 1.

Båda delarna 11 och 12 utgör en förlängning av den respektive rem- san 1 bortanför avläsningsorganen. Förlängningen av den ambipolara drift- banan i delen 11 är därför smalare än huvuddelen av nämnda bana före av- läsningsorganen. Detta ger upphov till strömkoncentration i delen 11, vilket som tidigare nämnts ökar både anordningens drifthastighet och känslighet. Delen 11 skall emellertid inte göras alltför smal, emedan dess sidor har en högre laddningsbärarrekombinationseffekt, vilket kan 464 900 9. reducera minoritetsbärarnas livslängd i delen 11. Därför bör delen 11 företrädesvis vara bredare än delen 12 och t ex uppgå till minst halva bredden av huvuddelen av den ambipolara driftbanan före detta ställe. I anordningen enligt figurerna 1 till 3 har således delarna 11 och 12 exem- pelvis en bredd av 35 mikron respektive 15 mikron.

Om den närliggande förspänningselektroden 6 eller 7 ligger alltför nära avläsningselektroden 8 kan den reducera elementets känslighet och detekteringsförmåga. Därför är fortsättningen av driftbanan i delen 11 företrädesvis längre än bredden. I anordningen som är visad i figurerna 1 till 3 är exempelvis avståndet mellan förspänningselektroden 6 och det ställe, där avläsningselektroden 8 gör kontakt med driftbanan, t ex 50 mikron. I den speciella utföringsform som är visad i figurerna 1 och 2 sträcker sig avläsningselektroden 8 inte bortanför den inre änden av spå- ret 13 och gör kontakt med driftbanan vid en sida. En fördel med detta är att elektrodremsans 8 sidoutsträckning blir exakt bestämd av de paral- lella spåren 13 och 3. Andra former är emellertid möjliga, vid vilka av- läsningselektroden 8 sträcker sig bortanför inre änden av spåret 13 för att få en mera utvidgad kontaktyta med driftbanan. I den i figur 6 visade formen sträcker sig således metallremsan 8 över remsan 1 för att bilda avläsningselektrod utanför spåret 13.

Vid drift hålles anordningen vid en kryogenisk temperatur och är vidare monterad i enlighet med den speciella avsedda användningen. Denna montering är ej visad på ritningarna men kommer normalt att bestå däri att substratet 2 monteras i ett evakuerat hölje med ett fönster på trans- mission av infraröd strålning (t en inom bandet 8-14 mikron), vilket höl- je är försett med organ för att hålla substratet 2 med dess halvledarrem- sor 1 vid den erforderliga driftstempraturen (t ex 77'K). En sådan form av montering består i den s k inkapslingen av Dewar-typ, som vanligen an- vändes inom infraröddetektortekniken.

Funktionen hos en sådan anordning enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till figur 5. Genom sina förspänningselektroder 6 och 7 samt trådförbindningar kopplas varje remsa 1 i serie med en lik- strömsförspänningskälla 21 och ett variabelt motstånd 22 för att alstra en konstant förspänningsström till övervägande delen av majoritetsladd- ningsbärare (i detta fall elektroner), vilka flyter i längdriktningen i remsorna 1 från elektroden 6 till elektroden 7. För tydlighetens skull är alla förbindningarna mellan förspänningskällan 21 och alla elektroderna 6 464 900 10. och 7 ej visade i figur 5, som bara illustrerar anslutningarna till en av remsorna 1.

Förspänningsströmmen är kapabel att underhålla en ambipolar drift av strálningsgenererade fria minoritetsbärare (i detta fall hål) i den motsatta riktningen, d v s i riktningen från elektroden 7 till elektroden 6. Ett lämpligt omrâde av förspänning mellan elektroderna 6 och 7 är från 1 V till 10 V. Vid ett spänningsfall av 15 V per cm i materialet av n-typ av den nämnda sammansättningen blir den ambipolara rörligheten ungefär 400 cm2 V'1 sek“1.

Avsökningen av ett strálningsmönster och fokuseringen av en bild av en elementaryta av mönstret pá remsorna 1 kan ske på samma sätt som det som beskrivits i den nämnda brittiska patentskriften 1 488 258. Sådana medel för avsökning av en termisk stràlningsbild längs remsorna 1 i samma riktning som den ambipolara driften och med en hastighet, som i huvudsak svarar mot den ambipolara driftshastigheten är visade på ett förenklat schematiskt sätt i figur 5. Dessa medel kan innefatta ett par roterbara speglar 25 och 26 samt ett linssystem 27. Medelst dessa anordningar för- flyttas bildytor av ett stràlningsmönster från ett sceneri 28 med en has- tighet i omrâdet mellan 5000 cm.sek”1 till 20 000 cm.sek'1 längs ytan av en eller flera av halvledarremsorna 1.

Då bilden avsökes över ytan av halvledarremsorna 1 med en hastig- het, som svarar mot den ambipolara driftshastigheten, sker således inte- grering av de strálningsgenererade minoritetsbärarna i den del av remsor- na 2 av n-typ, där strålningen faller in, innan de när avläsningselektro- derna 8. Till följd av passagen av dessa integrerade stràlningsalstrade minoritetsbärare genom remsdelen 11 mellan elektroderna 8 och 6 uppträder 1edningsförmágemodulation i denna del 11. Bildsignalen härledes på känt sätt med anvädning av en utgàngskrets 29 som är ansluten mellan elektro- derna 8 och 6 och vilken förstärker och behandlar den spänningsvariation, som uppträder mellan elektroderna 8 och 6 till följd av ledningsförmåge- modulationen. För tydlighets skull är endast utgángskretsen 29 för en remsa 1 visad pá ritningen, medan i verkligheten separata utgángskretsar 29 är anordnade för varje remsa 1 och anslutna mellan elektroderna 6 och 8 på sin respektive remsa.

Det är uppenbart att många modifikationer är tänkbara inom uppfin- ningens ram. Således kan t ex sammansättningen av kadmium-kvicksilver- tellurid-materialet av n-typ väljas på annat sätt, t ex för att åstadkom- o! u 464 900 11. ma en anordning för avbildning av strålning i bandet 3-5 mikron. Andra halvledarmaterial än kadmium-kvicksilver-tellurid kan också användas för att bilda de fotoledande remsorna 1.

I de beskrivna utföringsformerna sträcker sig metallremsan 8 över hela överytan av delen 12 och åtminstone i huvudsak ända fram till den inre änden av spåret 13. Metallremsan 8 bildar därför huvudledningsbanan för avläsningsförbindningen som innfattar delen 12. I detta fall är det ej nödvändigt att delen 12 bildar en ledande del av den elektriska för- bindningen utan den kan bara vara en mekaniskt bärande del av förbind- ningen. Om den apparat, i vilken den visade anordningen skall användas, kan ha ett högre seriemotstånd i avläsningsförbindningen behöver metall- remsan 8 inte sträcka sig ända fram till inre änden av spåret 13 utan den behöver bara sträcka sig så långt på delen 12 som exempelvis elektroderna 6 eller 7 sträcker sig på delen 11, så att delen av avläsningsförbind- ningen mellan denna kortare remsa 8 och den ambipolara driftsbanan endast utgöres av den ledande banan i halvledardelen 11.

I de beskrivna utföringsformerna är remsorna 1 utbildade såsom dis- kreta halvledarkroppar på ett isolerande substrat, t ex av safir. Figur 6 visar emellertid ett annat arrangemang som också är utfört i enlighet med uppfinningen i vilket remsorna 1 är delar av en halvledarkropp 10 och in- tegrerat förenade genom en gemensam del som uppbär elektroden 6. Ingende- ra av elektroderna 6 och 8 sträcker sig in på substratet 2, som kan vara av safir, såsom i de föregående utföringsformerna. I en modifierad ut- föringsform som också är gjord i enlighet med uppfinningen kan emellertid remsorna 1 enligt figur 6 vara bildade av ett epitaxialt skikt av ett ma- terial med en given ledningsförmågetyp, som t ex är avsatt på ett “intrinsic" substrat 2 eller ett substrat 2 av kadmium-tellurid. I denna utföringsform enligt figur 6 är det epitaxiella materialet avlägsnat vid spåren 3 och 13 för att åstadkomma elementstrukturen, medan förspännings- och avläsningselektrodmetalliseringen 6, 7 och 8 är begränsad till de återstående epitaxiella skiktdelarna; spåren 3 och 13 går ihop för att isolera de närliggande elektroderna 6 och 8 och trådanslutningar är fästa vid delar av elektrodmönstret 6, 7 och 8 på det epitaxiella skiktet, som är vända bort från de aktiva remsdelarna 1.

För att avlägsna ej önskade injicerade minoritetsbärare (hål) från den ambipolara driftbanan nära huvudförspänningselektroden, som bildar anoden, kan det finnas en likriktande övergång med en elektrodanslutning 464 900 12. nära denna förspänningselektrod för att åstadkomma en kollektor för såda- na minoritetsbärare och därigenom effektivt isolera det första steget av den ambipolara driftsbanan från denna förspänningselektrod. Denna elek- trodanslutning för en sådan likriktande övergång kan anbringas med hjälp av ett spår på samma sätt som det som används för avläsningsorganen.

Genom att bredda gapen 3 utefter största delen av deras längd kan remsorna 1 göras smalare mellan avläsningsorganen än vad de är i närheten av avläsningsorganen. En sådan konfiguration ökar emellertid det okänsli- ga, s k "döda" utrymmet mellan remsorna 1 och därför är det vanligen inte så önskvärt.

Det är ej nödvändigt att alla remsorna 1 sträcker sig längs i hu- vudsak raka linjer. Var och en av remsorna 1 kan således gå i en meander- bana omkring en imaginär rak linje, vilka linjer för olika remsor är hu- vudsakligen parallella med varandra.

'MS

Claims (11)

464 900 13. Patentkrav

1. Bildalstrande anordning för termisk strålning innefattande minst en halvledarkropp i form av minst en làngsträckt remsa (1) av halvledarmate- rial, i vilken fria laddningsbärare kan alstras vid absorption av termisk strålning som faller inom remsan (1), förspänningselektrodorgan (6, 7) som ligger åtskilda i en riktning längs remsan för att bringa en förspän- ningsström, till övervägande delen av majoritetsladdningsbärare, att fly- ta längs remsan, vilken förspänningsström är kapabel att upprätthålla en ambipolar drift av stràlningsgenererade fria minoritetsladdningsbärare i den motsatta riktningen mot nämnda förspänningsström, samt avläsningsor- gan (8) i den ambipolara driftbanan mellan de åtskilda förspänningselek- trodorganen (6, 7), k ä n n e t e c k n a d av att remsan (1) vid stäl- let för avläsningsorganen (8) grenar sig i två delar (11, 12), som är åt- skilda fràn varandra genom ett spår (13), som sträcker sig från nämnda ställe i en riktning som är huvudsakligen parallell med remsan (1), var- vid en av de två delarna (11) bildar fortsättningen av den ambipolara driftbanan från nämnda ställe till ett av förspänningselektrodorganen (6, 7), varjämte en anslutning till nämnda avläsningsorgan (8) innefattar den andra av nämnda tvâ delar (12), sträcker sig från nämnda ställe i en riktning som är huvudsakligen parallell med nämnda spår för att bilda en anslutning till avläsningsorganen (8) och är skild fràn det nämnda ena förspänningselektrodorganet (6, 7) genom nämnda spår (13).

2. Anordning enligt av patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att den ena av nämnda tvâ delar (11), vilken bildar fortsättningen av den ambipolara driftbanan, är bredare än den andra av delarna (12), vilken är tillordnad nämnda anslutning till avläsningsorganen.

3. Anordning enligt något patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a davatt nämnda fortsättning (11) är smalare än den del av den ambipolara driftbanan, som ligger före nämnda ställe för avläsningsorganen.

4. Anordning enligt patentkravet 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a dav- att nämnda fortsättning (11) av den ambipolara driftbanan efter nämnda ställe har åtminstone halva bredden av den ambipolara driftbanan före nämnda ställe. 464 900 14.

5. Anordning enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda andra av de två delarna (12) uppbär en metallremsa, som åt- minstone i huvudsak sträcker sig till den inre änden av spåret (13) f mellan nämnda två delar (11, 12) för att åtminstone bilda huvudlednings- banan för nämnda anslutning till avläsningsorganen (8). f)

6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda metallremsa sträcker sig förbi den nämnda inre ände av spåret (13) och över remsan (1) för att bilda en avläsníngselektrod (8).

7. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k- n a d av att den innefattar ett flertal av nämnda halvledarkroppar eller delar av nämnda kropp i form av huvudsakligen parallella långsträckta remsor (1) av nämnda halvledarmaterial på ett substrat, varvid var och en av remsorna (1) med nämnda förspänningselektrodorgan (6, 7) och avläs- ningsorganen (8) i den ambipolara driftsbanan för varje remsa (1) vid stället för avläsningsorganen (8) grenar sig i nämnda två åtskilda delar (11, 12).

8. Anordning enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a d av att var och en av remsorna (1) har en övre kant som är mera rundad åtminstone vid ena änden av remsan än den är längs sidorna av remsan, varvid metall- skikt som bildar anslutningar till nämnda förspänningselektrodorgan (6, 7) och till nämnda avläsningsorgan (8) sträcker sig över denna mera run- dade kant och in på substratet.

9. Anordning enligt patentkravet 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda förspänningselektrodorgan (6, 7) och avläsningsorgan (8) för de olika remsorna (1) ligger i huvudsak i linje i riktningar, som är huvudsakligen vinkelräta mot remsorna (1).

10. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k- n a d av att nämnda huvudsakligen parallella långsträckta remsor (1) är Q) åtskilda från varandra på substratet genom spår (3), som har en bredd som är mindre halva bredden av en remsa (1). 464 900 15.

11. Användning av en bildalstrande anordning för termisk strålning enligt något av föregående patentkrav i en apparat innefattande medel för att avsöka en termisk stràlningsbild längs nämnda remsa eller remsor (1) i samma riktning som den ambipolara driften och med en hastighet, som i huvudsak svarar mot den ambipolara driftshastigheten.