тастрофическим отказам вследствие различия коэффициентов термического расширения различных конструкционных материалов. В связи с этим наряду с монолитной конструкцией корпуса разрабатывается таюке и конструкция с пустотелым корпусом. Например, модуль экрана с внешними габаритными размерами 20 X 20 мм представляет собой 64-элементную матрицу, расположенную в пустотелом корпусе из керамики ДАИФ-БЛ. С целью увеличения контрастности изображения лицевая сторона корпуса покрывается краской темного цвета. С верхней стороны корпуса размещается крышка с набором микролинз для обеспечения лучших условий вывода света из прибора. Введение в полимерный материал крышки диспергента и окрашивающих добавок дает улучшение контраста и однородности формируемого изображения. При размерах прибора 2020 мм удается обеспечить условие неизменности шага между периферийными элементами, что принципиально необходимо для бесшовной стыковки модулей экрана.

5.5. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ШКАЛ

Потребности аналого-цифрового отобрал<ения и записи информации в измерительной технгке обусловили необходимость разработки гибридных и монолитных шкал как особой разновидности обширного семейства полупроводниковых знакосинтезирующих индикаторов. Конструирование гибридного варианта прибора основано на тех же принципах, что и проектирование цифро-знаковых гибридных индикаторов, рассмотренных ранее.

Примером реализации линейной шкалы в гибридном исполнении является прибор АЛС317, выполненный в виде пяти кристаллов, размещенных на никелевой рамке. Линейное расположение светящихся элементов в сочетании с возможностью бесшовной стыковки ряда приборов в виде строки позволяют формировать измерительные шкалы с большим числом элементов разлол<ения.

Оптическая запись информации на фотоносители с высокой плотностью, реализуемая с использованием линейных шкал, изначально накладывает высокие требования на эту разновидность ПЗСИ. Во-первых, ужесточаются требования к светоизлучающим элементам, габаритные размеры которых на порядок меньше размеров светоизлучающих кристаллов, обычно используемых при конструировании ПЗСИ других типов. В свою очередь, резкое уменьшение площади светоизлучающих элементов выдвигает на первый план задачу уменьшения влияния безызлучательной рекомбинации. Во-вторых, для надежной записи информации на фотоносители необходимо обеспечить достаточную силу света при токах, которые на порядок меньше токов, обычно используемых при задании режима других типов ПЗСИ. В-третьих, долл<на быть обеспечена достаточно хорошая развязка светоизлучающих элементов, расположенных с малым шагом. В-четвертых, при выборе полупроводникового материала для разработки линейных шкал необ-

ходимо добиваться спектрального соответствия излучения линейки и чувствительности фотоносителя.

Для линейных шкал используются структуры GaAso,6Po,4/GaAs марки СФАГ, изготовленные по планарной технологии с локальной диффузией Zn. В связи с тем, что для рассматриваемого типа приборов наиболее остро стоит проблема конкуренции излучательной и безызлучательной рекомбинации, авторами [115] при проведении диффузии в качестве источника была выбрана тройная система Ga-Р-Zn в расчете на то, что в процессе нагрева образующиеся вакансии мышьяка будут замещаться атомами фосфора. Последнее должно приводить к появлению широкозонного окна вблизи поверхности структуры, что улучшит условия вьшода излучения из кристалла.

Разрешающая способность регистратора с использованием линейных шкал определяется как количеством излучателей в базовом кристалле, так и технологическими возможностями расположени5г излучателей с минимально возможным шагом (табл. 5.2).

В связи с малыми топологическими размерами элементов линейных шкал вследствие их плотного размещения серьезную задачу составляет предотвращение замыканий между токоведущими дорожками. В [115] использовали метод пережигания перемычек разрядом электрического тока, позволяющий устранить микродефекты, размеры которых меньше сечения токоведущих дорожек.

Конструктивно кристаллы линейных шкал могут вьшолняться с выводом излучения либо вверх, либо в торец, кристалла. При разработке линейных шкал с конструкцией, обеспечивающей вывод излучения в торец кристалла, наиболее широко используются эпитаксиальные структуры p+GaAs-piAlo,4Gao,6As-psAlcssGao.erAs- nAlo.eGao.As. Малое рассогласование постоянных решетки в близких к идеальным гетероструктурах на основе AlGai-xAs обеспечивает высокий квантовый выход излучения.

Тот факт, что коэффициенты преломления в слоях «i и pi выше, чем в слое рг, создает условия для оптической локализации в ак-

Таблица 5.2. Основные характеристики монолитных линейных шкал

тивной области рг и способствует распространению светового потока вдоль этого слоя. Для обеспечения электрической изоляции элементов линейной шкалы на основе структур AlGai-xAs технологией предусматривается проведение глубокой разделительной диффузии на всю глубину «-слоя.

Глава 6.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ТЕХНОЛОгаИ ЗНАКОСИНТЕЗИРУЮЩИХ ИНДИКАТОРОВ

6.1. БИНАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Современная оптоэлектроника использует достижения полупроводникового материаловедения, что обусловлено в первую очередь необходимостью активного освоения широкого спектрального диапазона, в котором должны работать разрабатываемые приборы.

Особенности психофизиологического восприятия светового излучения человеческим глазом накладывают жесткие требования на спектральный состав используемого в ПЗСИ излучения. При этом наряду с обычными для полупроводниковых излучающих приборов требованиями оо высокому (по возможности близкому к 100%) коэффициенту преобразования электрической энергии в световую большое значение приобретает вопрос о возможности воспроизведения широкой цветовой гаммы при высокой спектральной чистоте отображаемой информации.

Поскольку спектральный состав генерируемого излучения определяется шириной запрещенной зоны материала, постольку первостепенное значение приобретает проблема получения широкого набора полупроводниковых материалов с шириной запрещенной зоны в диапазоне, соответствующем спектральной чувствительности человеческого глаза {Eg=l,7 ...2,7 эВ). Другим важным фактором, влияющим на спектральный состав излучения, является правильный выбор примесей-активаторов излучения, позволяющих в ряде случаев добиться высокоэффективной люминесценции с участием примесных состояний. В связи со сказанным представляется целесообразным рассмотреть состояние и перспективы разработки полупроводниковых структур для ПЗСИ по мере возрастания технологических трудностей, связанных с их получением, в последовательности: бинарные соединения, трехкомпонентные системы и че-тырехкомпонентные системы.

Фосфид галлия наиболее широко используется в технологии ПЗСИ. Непрямой характер зонной структуры этого соединения и связанная с этим существенно меньшая, по сравнению с прямозон-ными соединениями, вероятность собственной излучательной рекомбинации обусловили то, что вплоть до самого последнего времени основные усилия исследователей были направлены на поиск 132