Багатоелементний фотоприймач для перетворювачів лінійних та кутових переміщень в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК Ш) ( 5 1 ) 5 Н 03 М 1/24 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЙ** ПРИ ГННТ СССР АВ іОРОКОтУ СВИДЬ1 ЕЛЬСТВУ (20 1 479070/24-24 (22) 29.08.88 (46) 15.06.90. Бюл. Н 22 " (71) Институт полупроводников АН УССР (72) С.Б.Свечников, В„Б,Богданович, А.Л.Паламарчук, А.П.Кияновский и Ю.В.Ушенин (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свицет-ельство СССР № 641484, кл. Н 03 М 1/22, 1977. Авторское свидеіельство СССР f1 864320, кл. И 03 М 1/24, 1980. f (54) МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЙ ФОТОПРИЕМНИК ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам преобразования аналоговой информации (перемещений) в дискретную форму (код), н может быть использовано в приборо- и машиностроении. Цель изобретения - упрощение технологии изготовления многоэлементных фотопри I с с s • -4 ел СО 15717S9 путем расширения СПР-Лpa травителєй up а іравленяи полупроводниковой ттлечпн и снижения требований к совмещению фотошаблонов при изготовлении нефоточувствительных элементов. Поставленная цель достигается тем, что в многоэлементном фотоприемнике, содержащем диэлектрическую подложку 1, электродп 2-4, фоточувствительные элементы 6, нефоточувствительные эле-" менты 5s выполнены в виде узких щелей, которые располо?кены между металлическими'электродани 2-4 фотопрнеминка и шіїрина которых определяется соотношением О,1Мф &1щ £1 /3W*, где 1ц ~ ширина ї зли в радиальном направї лении, И ф - ширина межэлек^родного расстояния. Выполнение иефоточувствительных элементов в лиде узких щелей позволяет пппностью исключить подтрав металлических электродов, обеспечивая тем самым надежный контакт их с полупроводниковой пленкой, а также уменьшить требования к совмещению фотошаблонов при изготовлении нефоточувствительных элементов, т.к. их распопожение может быть достаточно произвольным в межэлектродном расстоянии. Одновременно с упрощением технологии достигнуто и некоторое повышение точности преобразования за счет уменьшения паразитной подсветки фоточувствительного слоя при наличии узких щелей. 1 ил. 20 ' Изобрєі ение отнооИ'1 ел к измерительной технике, а именно к устрой- 25 ствам преобразования аналоговой информации (перемещения) в дискретную форму (код)j и может быть использовано в приборо- и машиностроении. Цель изобретения - упрощение техпологий изготовления многоздеменгныу, фотоприемииков путем выполнения нефоточувствителььых элементов в виде узких щелей, расположенных посредине нежду металлическими электродами фотоприемника, ширина которых удовлетворяет соотношению 0 , ^ ф £ 1/3W.. расположенные паралпкльнл металлическим электродам 2-4 посреп • *е между ІШМІ1 , СПЛОШНОЙ СПОЙ ПОл., ирОВОДНИКОВОЬ пленки, нанесеипьпі на подложку 1 и расположенный между щелямл 5 в каждой цорожке, являет? ,_ фот очувствительныч элементом 6. Радиальный световой штрих попадает на рабочее поле фотоприемппка и лерекрывае г все кодовые дорожки по линии считывания. В зависимости от положения ц> светового штриха последний попадает в каждой кодовой дорожке на фоточувствительный элемент 6 или в узкую щель 5, лишенную полупроводникового слоя. При На чертеже схематически изображен этом выходной сигнал, снимаемый с многоэлементный фотоприемчик для пресигнального электрода 4 i-ro разряобразования перемещения в код. да, формируется путем суммирования Фотоприемник содержит диэлектрифототоков противоположного направлеческую подложку 1s проводники в виде ния двух кодовых дорожек. При этом кольцевых металлических электродов темновые токи этих дорожек вычитают2-4, нефоточувствительные элементы, выполненные в виде узких щелей 5, фо- 45 ся и на выходе данного разряда возэ никает периодическая последовательточувствительпыр зле? нты 6. ность положительных и отрицательных Принцип работы многсэлемеитного сигналов первичного фототока провофотоприемника заключается в следуюдимости. Возникающая при этом комщем. На диэлектрическую подложку 1 бинация положительных или отрицательиз стекла или ситалла нанесены 2п+1 ~п ных сигналов считывается в виде п-разконцентрических кольцевых электродов. рядного параллельного двоичного кода На злектрод'іі 2 подается положительное и представляет собой цифровой эквинапряжение питания, ча электроды 3 валент величины угла t . Упрощение f отрицательное, а электроды 4 являюттехнологии изготовления многоэлементся информационными. За формирование ного фотоприемника заключается в том^ сигнала одного двоичного разряда отвечает пара смежных кодовых: дорожек, что выполнение нефоточувствительных • в которых функцию нефоточувствительэлементов в виде уяких щелей позвоячеек выполняют узкие щепи 5, ляет полностью исключить явление под 5 15 717^9 грава полупроводникового слоя под металлическими электродами 2-4, обеспечивая гарантированный контакт электродов 2-4 с полупроводниковой пленкой, а также упростить и снизить требования к фотошаблону при выполнении операции формирования щелей 5, так как полупроводниковый слой покрывает не сплошная пленка металла, а сформированная сетка металлических электродов 2-4 • Кроме -этого, исключается необходимость использовании специальных реперных меток, выполненных вне кодового рабочего поля фотоприемника и необходимых для выполнения операции совмещения фотошаблонов. Выполнение многоэлементных фотоприемников с узкими щелями 5 дозволяє г применять более широкий спектр необходимых травителей, так как к ним в данном случае предъявляются менее жесткие требования в плане взаимодействия с металлическими электродами 2-4 ботопрчсчника. 6 стигается и повышение точности преобразования перемещения в код. Это связано с уменьшением погрешностей преобразованияt обусловленных внут5 ренними оптическим помехами. Свет, попадающий на нечувствительные к све*ту ячейки фотоприемника, т.е. учлет-^ ки, непокрытые фотослоем, проникает (О частично внутрь подложки 1 и, многократно отражаясь от поверхностей подложки 1, засвечивает изнутри фоточувствительные ячейки смежных разрядов, причем количество света, попадающего * с внутрь подложки 1 и создающего паразитную подсветку ячеек, зависит от положения светового штриха, т.е. является функцией координаты, поскольку оно зависит от количества щелей 5, 20 через которые свет попадает внутрь подложки 1. Частично паразитное влияние внутренних подсветок компенсируется за счет попарно дифференциального включения разрядных дорожек. В пред25 латаемом техническом решении световой поток, попадающий внутрь подложки 1, Ширина 1ц шел ей 5 в радиальном значительно меньше, чем в известных направлении и ширина W ^ межпроводниустройствах. Это следует из того, что кового расстояния должны удовлетвосветовой поток, будучи пропорционален рять соотношению 0, < 1 П /3W-,, /3W 30 площади, значительно меньше из-за которое получено экспериментальным меньшей площади нечувствительных к путем с помощью разрядной дорожки свету ячеек предлагаемого фотоприемопытного образца фотоприемника. Нижника, т.е. непокрытых фотослоем участний предел ширины щелей 5 опредепяков . Поэтому паразитная подсветка ется чистотой подложки 1, на которой изнутри фоточувствнтельиых ячеек фовыполнен фотоприемник, v ширина должтоприемника распространяющимся по подна быть такой, чтобы гарантировать ложке 1 светом, приводящая к дополниотсутствие тока между электродами тельной погрешности преобразования, 2-4 фотоприемника при попадании свезначительно меньше. тового штриха в область щели 5, т.е. при этом щели 5 должны полностью 40 выполнять свое функциональное назнаФ о р м у л а и з о б р е т е н и я чение - пространственных логических нулей фотоприемника. Верхний предел Миогоэлементныи фотоприемник для ширины щелей Ь, равный одной трети преобразователей линейных и угловых межэлектродного расстояния, гаранти- Ас перемещений в код, содержании-! диэлекрует при небольших отклонениях щелей трическую подложку с нанесенными на 5 от середины межэлектродного расстонее проводниками и расположенными межяния при операции совмещения фотошабду ними фоточувствительными и нефотолона полную защиту фоторезистивным чувствительными элементами в двоичном споем металлических электродов 2-4 сп коде, о т л и ч а ю щ и й с я тем, от травмтеля для полупроводниковой что, с целью упрощения технологии пленки при травлении последней. Кроизготовления мчогоэлементиого фотоприме того, при выполнении ширины щелей емника, в нем нефоточувствительные 5 з указанных пределах процесс совмеэлементы выполнены в виде узких щелей щения фотошаблона является наименее в фоточувствительных элементах и р а с трудоемким и наиболее точным* положены между проводниками фотоприемника, ширина каждой щели определяется Одновременно с упрощением техносоотношением логии изготовления в многоэлементном фотоприемнике с узкими щелями 5 д о — 7 1571759 где 1Щ - ширина щели в радчальчем "чаправлении} , 8 W ^ - ширина межпроводникового расстояния. Редактор А.Огар Составитель Е.Еударина Техред М.'Дидык Корректор С.Шекмар Заказ 1521 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„ д. hib Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101