Кремниевый фотоэлектрический преобразователь с гребенчатой конструкцией и способ его изготовления

Авторы патента:

Леготин Сергей Александрович (RU)

Тюхов Игорь Иванович (RU)

Леготина Нина Геннадьевна (RU)

Краснов Андрей Андреевич (RU)

Корольченко Алексей Сергеевич (RU)

Приходько Наталья Илларионовна (RU)

Мурашев Виктор Николаевич (RU)

Симакин Виктор Васильевич (RU)

Абдуллаев Олег Рауфович (RU)

H01L31/18 - способы и устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки таких приборов или их частей (не предназначенные специально для этих приборов H01L 21/00)

Владельцы патента RU 2502156:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Настоящее изобретение относится к области кремниевых многопереходных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) солнечных батарей. Согласно изобретению предложено создание «гребенчатой» конструкции фотоэлектрического преобразователя, которая позволяет реализовать в его диодных ячейках максимально возможный объем области пространственного заряда p-n переходов, в котором сбор неосновных носителей заряда происходит наиболее эффективно. Предложены конструкция и способ изготовления этой конструкции гребенчатого кремниевого монокристаллического многопереходного фотоэлектрического преобразователя. Данное изобретение позволяет повысить коэффициент полезного действия фотоэлектрических преобразователей до 32%. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение относится к области фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) для солнечных батарей.

Известна «традиционная» однопереходная (ОП) конструкция ФЭП с перпендикулярно расположенным к направлению потока светового излучения светопринимающей поверхности р⁺-n^--n⁺(р⁺-р^--n⁺) перехода - горизонтальной диодной ячейки (ДЯ), на поверхности которого расположено светопросветляющее покрытие (рис.1а, б). Такие ФЭП имеют не высокий коэффициент полезного действия (КПД), около 14%, и не позволяют получить высокое значение выходного напряжения более 0,6 В, что ограничивает область их применения в солнечных батареях с концентраторами излучения [1. Зи. С. Физика Полупроводниковых приборов, 1972 г.].

Известна конструкция (рис.2) многопереходного (МП) кремниевого монокристаллического ФЭП, содержащая диодные ячейки (ДЯ) с размещенными на их светопринимающей поверхности светопросветляющего покрытия и с расположенными в них одиночными р⁺-n^--n⁺(р⁺-р^--n⁺) переходами, в направлении перпендикулярном светопринимающей поверхности, соединенными в единую конструкцию металлическими анодными и катодными электродами [2. Тюхов И.И. и др. «Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя», Патент РФ №2127472, опубликованный 1999.03.10.; 3. Е.Г. Гук и др. Характеристики кремниевого много переходного солнечного элемента с вертикальными р-n переходами. Ж-л. Физика и техника полупроводников. 1997 г. Т.31, №7 стр.855-858].

Такой ФЭП обладают не высоким КПД, (менее 12%), поскольку имеет относительно небольшой объем области пространственного заряда (ОПЗ) р-n перехода примыкающего к фоточувствительной поверхности ФЭП.

Известна, выбранная за прототип (рис.3), конструкция МП кремниевого монокристаллического ФЭП, содержащая диодные ячейки с расположенными в них, перпендикулярно горизонтальной (перпендикулярной к направлению света) светопринимающей поверхности, вертикальных одиночных n⁺-р^--р⁺(р⁺-n^--n⁺) переходов и расположенными в солнечных элементах параллельно к светопринимающей поверхности горизонтальных n⁺-р^- (р⁺-n^-) переходов, все переходы соединены в единую конструкцию металлическими катодными и анодными электродами, расположенными соответственно на поверхности областей - n⁺(р⁺) типа перпендикулярных одиночных n⁺-р^--р⁺ (р⁺-n^--n⁺) переходов [4. Мурашев В.Н и др. «Полупроводниковый фотопреобразователь и способ его изготовления», Патент РФ №2377695 от 27.12.2009].

Способ ее изготовления, включающий

- формирование на поверхности пластин из монокристаллического кремния вертикальных одиночных р⁺-n^--n⁺ (р⁺-р^--n⁺) переходов, металлизацию поверхности пластин, сборки пластин в столбик с прокладками из алюминиевой фольги, сплавления в вакуумной печи, резанья столбика на структуры, формирование горизонтальных р⁺-n⁺ переходов, присоединения токовыводящих контактов и нанесение диэлектрического светопросветляющего покрытия.

Недостатками конструкции прототипа также является невозможность достижения максимально большого ОПЗ р-n-переходов и соответственно КПД фотопреобразователя, а также технологическая проблема формирования нескольких перпендикулярных к излучению р-n переходов ионным легированием с высокой энергией ионов (более 800 кэВ).

Целью изобретения является повышение КПД фотопреобразователя и упрощение технологии его изготовления.

Первая цель достигается, путем создания «гребенчатой» конструкции ФП с максимальным объемом области пространственного заряда (ОПЗ) создаваемыми р-n переходами, которые в значительной степени определяют эффективность сбора носителей заряда, создаваемых солнечным излучением.

«Гребенчатая» конструкция кремниевого монокристаллического ФЭП содержит в диодных ячейках дополнительные вертикальные n^--р (р^--n) переходы, причем их области n(р) типа подсоединены соответственно областями - n⁺(р⁺) типа n⁺-р^- (р⁺-n^-) горизонтальных переходов к областям - n⁺(р⁺) типа вертикальных одиночных р⁺-n^--n⁺(р⁺-р^--n⁺) переходов.

Вторая цель - упрощение технологии изготовления ФЭП достигается тем, что до формирования на поверхности пластин из монокристаллического кремния одиночных вертикальных р⁺-n^--n⁺(р⁺-р^--n⁺) одиночных переходов, в объеме пластин формируются слаболегированные дополнительные вертикальные n^--р (р^--n) переходы, затем формируются вертикальные одиночные переходы, затем после резки пластин, формируются горизонтальные n^--р (p^--n), при этом концентрация примеси в дополнительных р^--n переходах более, чем на порядок величины меньше концентрации примеси в горизонтальных n⁺-р^-(р⁺-n^-) переходах, у которых в свою очередь концентрация примеси в на порядок величины меньше концентрации примеси в областях - n⁺(р⁺) типа вертикальных одиночных переходов.

Конструкция «гребенчатого» ФЭП поясняется рисунками (рис.4 и рис.5), на которых приведены возможные варианты конструкций ФП соответственно с 2-мя и 4-мя дополнительными вертикальными р-n переходами.

На рис.4а, б, в соответственно показаны структура (сечение), вид сверху и снизу, ФЭП который согласно изобретению, содержит диодные ячейки (ДЯ) - 1, с нанесенным на них светопросветляющим покрытием - 2, соединенные в единую конструкцию металлическими катодными - 3 и анодными - 4 электродами, с расположенными, соответственно на их поверхности полупроводниковыми областями - 5 n⁺(р⁺) типа и - 6 р⁺(n⁺) типа одиночных вертикальных n⁺-р^--р⁺(р⁺-n^--n⁺) переходов. На верхней и нижней поверхности ДЯ - 1 расположены соответственно полупроводниковые области - 7 n⁺(р⁺) типа - 8 р⁺(n⁺) типа, горизонтальных n⁺-р^- (р⁺-n^-) переходов. На поверхности областей - 5 n⁺(р⁺) типа и - 6 р⁺(n⁺) типа расположены соответственно области -9 р^-(n^-) типа и - 10 n^-(р^-) типа образующие с ними, соответственно, одиночный n⁺-р^- (р⁺-n^-) и дополнительные р⁺-n^- (n⁺-р^-) переходы.

ФЭП на рис.5 содержит солнечные ДЯ - 1, в которых содержится несколько (4-е) дополнительных вертикальных р⁺-n^- (n⁺-р^-) перехода, образуемых дополнительными областями - 11 р^-(n^-) типа и - 12 n^-(р^-) типа с областями - 6 р⁺(n⁺) типа и - 10 n^-(р^-) типа соответственно.

Технология изготовления.

ФЭП, согласно изобретению, может быть изготовлен по относительно простой технологии (без применения фотолитографического процесса, что снижает стоимость его изготовления). Например, по технологии, представленной на рис.6а-д:

а) - в пластины p^--типа КДБ 10 Ом·см проводят ионное легирование фосфора дозой 2-4 мкКул с последующей разгонкой примеси в течении 4 часов при температуре 950°С;

б) - затем формируют диффузией бора и фосфора р⁺- и n⁺-области;

в) - спекают (сплавляют, сращивают) пластины через прокладки из металлической фольги в стопу;

г) - режут стопку пластин на отдельные фотопреобразователи;

д) - имплантируют в нижнюю и верхнюю поверхности ФП фосфор и бор дозой 50 и 40 мкКул соответственно и проводят фотонный отжиг радиационных дефектов;

- наносят оксид кремния (SiO₂) и просветляющее покрытие (Si₃N₄).

По аналогичной технологии реализуется конструкция ФП с 4-мя параллельными переходами, для того на этапе - б) последовательной ионной имплантацией формируют три p-n-перехода (возможно также выполнение p-n-переходов с применением операции эпитаксиального наращивания).

Электрическая эквивалентная схема ФЭП.

Обычного ФП (рис.7, а) существенно отличается от предлагаемого ФЭП (рис.7, б) наличием, как последовательно, так и параллельно включенных р-n переходов, что обеспечивает также большую стабильность работы батареи при различной интенсивности излучения.

Здесь обозначены

-D₁- одиночные вертикальные n-р-переходы;

- D₂ - горизонтальные n-р-переходы;

- D₃, D₄ - дополнительные вертикальные n-р-переходы.

Технические преимущества изобретения.

Как видно из рис.4 и рис.5 n- и р-области фотопреобразователя образуют гребенчатую конструкцию, что дает возможность реализации максимального объема области пространственного заряда, в которой наиболее эффективно, по сравнению с квазинейтральной областью, собираются генерированные светом носители заряда, как на поверхности, так и в объеме полупроводникового материала солнечных элементов ФЭП. При этом оптимальный вариант по эффективности ФЭП достигается при расстоянии между границами р-n-переходов конструкции равном суммарному значению толщины областей пространственного заряда образуемых контактной разностью потенциалов р-n-переходов.

Теоретические оценки показывают возможность достижения КПД до 32% в преобразователях данного типа.

Несмотря на несколько более высокую стоимость, по сравнению с традиционными планарными батареями, многопереходные ФЭП вполне конкурентно способны и перспективны, учитывая их высокую термостойкость ФП и соответственно возможность их работы с концентраторами излучения.

1. Конструкция гребенчатого кремниевого монокристаллического многопереходного фотоэлектрического преобразователя, содержащая диодные ячейки с расположенными в них перпендикулярно горизонтальной светопринимающей поверхности, вертикальных одиночных n⁺-p^--p⁺(p⁺-n^--n⁺) переходов и расположенными в диодных ячейках, параллельно к светопринимающей поверхности, горизонтальных n⁺-р^-(р⁺-n^-) переходов, причем все переходы соединены в единую конструкцию металлическими катодными и анодными электродами, расположенными соответственно на поверхности областей - n⁺(р+) типа перпендикулярных одиночных n⁺-p^--p⁺(p⁺-n^--n⁺) переходов, отличающаяся тем, что содержит в диодных ячейках дополнительные вертикальные n^--р (р^--n) переходы, причем их области n(р) типа подсоединены соответственно областями - n⁺(р⁺) типа n⁺-р^-(р⁺-n^-) горизонтальных переходов к областям - n⁺(р⁺) типа вертикальных одиночных р⁺-n^--n⁺(р⁺-р^--n⁺) переходов.

2. Способ изготовления конструкции гребенчатого кремниевого монокристаллического многопереходного фотоэлектрического преобразователя, включающий формирование на поверхности пластин из монокристаллического кремния вертикальных одиночных p⁺-n^--n⁺(p⁺-p^--n⁺) переходов металлизацию поверхности пластин, сборки пластин в столбик с прокладками из алюминиевой фольги, сплавления в вакуумной печи, резанья столбика на структуры, формирование горизонтальных р⁺-n⁺переходов, присоединения токовыводящих контактов и нанесение диэлектрического светопросветляющего покрытия, отличающийся тем, что до формирования на поверхности пластин из монокристаллического кремния одиночных вертикальных р⁺-n^--n⁺(р⁺-р^--n⁺) одиночных переходов, в объеме пластин формируются слаболегированные дополнительные вертикальные n^--р (р^--n) переходы, затем формируются вертикальные одиночные переходы, затем после резки пластин, формируются горизонтальные n^--р (р^--n), при этом концентрация примеси в дополнительных р^--n переходах более чем на порядок величины меньше концентрации примеси в горизонтальных n⁺-р^- (р⁺-n^-) переходах, у которых в свою очередь концентрация примеси в на порядок величины меньше концентрации примеси в областях - n⁺(р⁺) типа вертикальных одиночных переходов.

Изобретение относится к области микроэлектроники, фотовольтаики, к не литографическим технологиям структурирования кремниевых подложек, в частности к способам структурирования поверхности монокристаллического кремния с помощью лазера.

Задний лист для модуля солнечных элементов и модуль солнечных элементов // 2498458

Задний лист для модуля солнечных элементов содержит лист подложки и отвержденный слой пленки покрытия из материала покрытия, сформированного на одной стороне или на каждой стороне листа подложки, причем указанный материал покрытия содержит фторполимер (А), имеющий повторяющиеся звенья на основе фторолефина (а), повторяющиеся звенья на основе мономера (b), содержащего группы для поперечного сшивания и повторяющиеся звенья на основе мономера (с), содержащего алкильные группы, где C2-20 линейная или разветвленная алкильная группа не имеет четвертичного атома углерода, а ненасыщенные группы, способные к полимеризации, связаны друг с другом посредством эфирной связи или сложноэфирной связи.

Способ изготовления чипов каскадных фотоэлементов // 2493634

Способ изготовления чипов каскадных фотоэлементов относится к солнечной энергетике. Способ включает выращивание фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры на германиевой подложке, последовательное выращивание на поверхности фоточувствительной многослойной структуры пассивирующего слоя и контактного слоя, создание сплошных омических контактов на тыльной и фронтальной поверхностях фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры.

Установка для термовакуумного ламинирования фотопреобразователей // 2492556

Изобретение относится к изготовлению солнечных батарей. .

Способ изготовления чипов многослойных фотоэлементов // 2492555

Способ изготовления слоев p-типа проводимости на кристаллах insb // 2485629

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, чувствительных к инфракрасному излучению, и может быть использовано при изготовлении фотодиодов на кристаллах InSb n-типа проводимости (изготовление p-n-переходов), фототранзисторов (изготовление базовых областей на кристаллах n-типа проводимости и эмиттеров и омических контактов на кристаллах p-типа проводимости), фоторезисторов на основе кристаллов p-типа проводимости (омические контакты).

Способ изготовления чипов наногетероструктуры и травитель // 2485628

Изобретение относится к созданию высокоэффективных солнечных элементов на основе полупроводниковых многослойных наногетероструктур для прямого преобразования энергии солнечного излучения в электрическую энергию с использованием солнечных батарей.

Способ изготовления фотовольтаического преобразователя // 2485627

Спутник-носитель пластин фотопреобразователя // 2477545

Изобретение относится к солнечной энергетике, а именно к технологическому оборудованию для производства фотоэлектрических панелей, и, в частности, технологической таре для хрупких пластин фотопреобразователей (ФП) при позиционировании, фиксации, обработке, транспортировании, контроле, испытаниях и хранении.

Способ изготовления солнечных элементов // 2476959

Способ получения слоя прозрачного проводящего оксида на стеклянной подложке // 2505888

Изобретение относится к технологии тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей с текстурированным слоем прозрачного проводящего оксида. Способ получения слоя прозрачного проводящего оксида на стеклянной подложке включает нанесение на стеклянную подложку слоя оксида цинка ZnO химическим газофазным осаждением при пониженном давлении и последующее текстурирование поверхности слоя ZnO высокочастотным магнетронным травлением в среде рабочего газа с одновременным перемещением электромагнитов магнетрона по площади поверхности слоя ZnO в течение определенных времени и мощности магнетрона. Способ имеет повышенную производительность и позволяет уменьшить себестоимость слоев прозрачных проводящих оксидов за счет уменьшения времени и энергозатрат на их выращивание и модификацию поверхности. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ изготовления электродов для солнечных батарей // 2505889

Изобретение касается способа изготовления электродов для солнечных батарей, в котором электрод выполнен в виде электропроводящего слоя на основе (1) для солнечных батарей, на первом этапе с носителя (7) на основу (1) переносят дисперсию, содержащую электропроводящие частицы, посредством облучения дисперсии лазером (9), а на втором этапе сушат и/или отверждают перенесенную на основу (1) дисперсию в целях образования электропроводящего слоя. Способ изготовления электродов для солнечных батарей согласно изобретению позволяет формировать электропроводящий слой с очень тонкой структурой, реализуется простым образом, без использования больших количеств экологически вредных веществ. 16 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ изготовления структуры фотоэлектрического элемента // 2509392

Изобретение относится к области фотоэлектрического преобразования солнечной энергии. Согласно изобретению предложен способ изготовления структуры фотоэлектрического элемента, имеющей два электрода и содержащей по меньшей мере один слой соединения кремния, который включает осаждение слоя соединения кремния на несущую структуру, в результате чего одна поверхность слоя соединения кремния расположена на несущей структуре, а вторая поверхность слоя соединения кремния является непокрытой, обработку второй поверхности слоя соединения кремния в заданной кислородсодержащей атмосфере с обогащением тем самым второй поверхности слоя соединения кремния кислородом и воздействие на обогащенную вторую поверхность окружающим воздухом. Изобретение обеспечивает улучшение технологической гибкости при сохранении хорошей воспроизводимости процесса и воспроизводимости готового продукта. 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

Кремниевый многопереходный фотоэлектрический преобразователь с наклонной конструкцией и способ его изготовления // 2513658

Настоящее изобретение относится к области кремниевых многопереходных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) солнечных батарей. Конструкция «наклонного» кремниевого монокристаллического многопереходного (МП) фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) согласно изобретению содержит диодные ячейки (ДЯ) с n+-p--p+ (р+-n--n+) переходами, параллельными горизонтальной светопринимающей поверхности, диодные ячейки содержат n+(p+) и р+(n+) области n+-p--p+(p+-n--n+) переходов, через которые они соединены в единую конструкцию металлическими катодными и анодными электродами, расположенными на поверхности n+(p+) и p+(n+) областей с образованием соответствующих омических контактов - соединений, при этом, что n+(p+) и p+(n+) области и соответствующие им катодные и анодные электроды расположены под углом в диапазоне 30-60 градусов к светопринимающей поверхности, металлические катодные и анодные электроды расположены на их поверхности частично, а частично расположены на поверхности оптически прозрачного диэлектрика, расположенного на поверхности n+(p+) и p+(n+) областей, при этом они с металлическими электродами и оптически прозрачным диэлектриком образуют оптический рефлектор. Также предложен способ изготовления описанной выше конструкции «наклонного» кремниевого монокристаллического многопереходного (МП) фотоэлектрического преобразователя (ФЭП). Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента полезного действия фотопреобразователей. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Способ изготовления фотоприемного модуля на основе pbse // 2515190

Изобретение может быть использовано в различной оптико-электронной аппаратуре для обнаружения инфракрасного излучения. Фотоприемный модуль на основе PbSe согласно изобретению представляет собой гибридную микросборку, состоящую из фоточувствительного элемента, в виде линейки на основе PbSe и кристалла БИС-считывания (мультиплексора), соединенных между собой методом перевернутого монтажа (flip-chip), при этом индиевые столбики наносят на контактные площадки ламелей фоточувствительного элемента, которые помимо слоев Cr, Pd, An содержат подслой Cr и In, и стыкуют с индиевыми столбиками, нанесенными на БИС-считывания, образуя электрическую и механическую связь. Изобретение позволяет значительно снизить трудоемкость монтажа и повысить эффективность изготовления, используя метод групповой холодной сварки, что в свою очередь позволяет конструктивно выполнить фотоприемный модуль в виде гибридной сборки и расположить БИС-считывания на фоточувствительном элементе, снизить габариты и повысить надежность. 3 ил.

Способ изготовления фотопреобразователя со встроенным диодом // 2515420

Изобретение относится к области электрического оборудования, в частности к фотопреобразователям. Техническим результатом изобретения является улучшение качества контактов и увеличение выхода годных приборов. В способе изготовления фотопреобразователя со встроенным диодом, включающем создание на германиевой подложке с выращенными эпитаксиальными слоями трехкаскадной структуры фоторезистивной маски с окнами под лицевые контакты фотопреобразователя и встроенного диода, вытравливание диодной площадки, напыление слоев лицевой металлизации, удаление фоторезиста, создание фоторезистивной маски с окнами под меза-изоляцию фотопреобразователя и встроенного диода, вытравливание мезы, удаление фоторезиста, напыление слоев тыльного контакта, отжиг контактов, вскрытие оптического окна травлением, нанесение просветляющего покрытия, вырезку из пластины фотопреобразователя со встроенным диодом, вытравливание диодной площадки проводят капельным смачиванием, а для напыления слоев лицевой металлизации используются слои хрома толщиной 5÷15 нм, серебра толщиной 5÷15 нм, золото-германия толщиной 50÷80 нм, серебра толщиной 5÷6 мкм, золота толщиной 30÷80 нм, кроме того, после создания фоторезистивной маски с окнами под меза-изоляцию фотопреобразователя и встроенного диода проводят вытравливание мезы с одновременным удалением эпитаксиальных наростов на тыльной стороне подложки, а затем наносят защитное покрытие, после чего стравливают подложку, а после удаления защитного покрытия и фоторезиста напыляют слои тыльной металлизации. 1 табл.

Способ изготовления фотоприемного модуля на основе pbs // 2515960

Изобретение относится к области полупроводниковых приборов, предназначенных для регистрации инфракрасного излучения. Фотоприемный модуль на основе PbS представляет собой гибридную микросборку, состоящую из фоточувствительного элемента, в виде линейки на основе PbS и кристалла БИС-считывания (мультиплексора), соединенных между собой методом перевернутого монтажа (flip-chip). Индиевые столбики наносят на контактные площадки ламелей фоточувствительного элемента, которые помимо слоев Cr, Pd и Au содержат подслой Cr и In, и стыкуют с индиевыми столбиками, нанесенными на БИС-считывания, образуя электрическую и механическую связь. Способ изготовления фотоприемного модуля позволяет значительно снизить трудоемкость монтажа и повысить эффективность изготовления, используя метод групповой холодной сварки. Это позволяет конструктивно выполнить фотоприемный модуль в виде гибридной сборки и расположить БИС-считывания на фоточувствительном элементе, снизить габариты, повысить надежность. 3 ил.

Полупроводниковый фотоэлектрический генератор и способ его изготовления (варианты) // 2522172

Изобретение относится к оптоэлектронным приборам. Полупроводниковый фотоэлектрический генератор содержит прозрачное защитное покрытие на рабочей поверхности, на которое падает излучение, и секции фотопреобразователей, соединенные оптически прозрачным герметиком с защитным покрытием. Секции фотопреобразователей наклонены к рабочей поверхности под углом φ, равным 5-50°, между секциями фотопреобразователей установлены плоские зеркальные отражатели с углом наклона к рабочей поверхности генератора ψ=5-50°. Зеркальные отражатели и секции фотопреобразователей выполнены в виде периодической уголковой пилообразной структуры, секции фотопреобразователей имеют двухстороннюю рабочую поверхность, а зеркальные отражатели выполнены с двухсторонней отражающей поверхностью. Технический результат заключается в увеличении освещенности и электрической мощности на единицу площади поверхности фотопреобразователей. 6 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ изготовления микроконтактов матричных фотоприемников // 2522802

Изобретение относится к технологии получения индиевых микроконтактов для соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц. В способе изготовления микроконтактов матричных фотоприемников согласно изобретению формируют на пластине с матрицами БИС или фотодиодными матрицами металлический подслой (например, Cr+Ni) круглой формы, защищают кристалл пленкой фоторезиста с окнами круглой формы в местах контактов, напыляют слой индия толщиной, соответствующей высоте микроконтактов, формируют на слое индия маску фоторезиста круглой формы, затем формируют микроконтакты травлением ионами инертного газа до полного распыления индия в промежутках между контактами, удаляют остатки фоторезистивной маски на вершинах микроконтактов и нижней защитной пленки в органических растворителях или травлением в кислородной плазме. Изобретение обеспечивает возможность формирования микроконтактов высотой 4÷12 мкм, в том числе на матрицах формата 640*512 и шагом 15 мкм. 6 ил.

Сверхширокополосный вакуумный туннельный фотодиод для детектирования ультрафиолетового, видимого и инфракрасного оптического излучения и способ для его реализации // 2523097

Изобретение относится к оптоэлектронике и вакуумной микроэлектронике и может быть использовано при создании сверхширокополосных фотодетекторов в ультрафиолетовой, видимой и ИК области спектра для оптической спектроскопии и диагностики, систем оптической связи и визуализации. Cверхширокополосный вакуумный туннельный фотодиод, детектирующий оптическое излучение в УФ, видимой и ИК спектральной области, характеризующийся тем, что форма поверхности фотоэмиттера представляет 3D пространственно наноградиентную структуру с заданным коэффициентом усиления локальной напряженности электростатического поля, расстояние между фотоэмиттером и анодом формируется в микро- или нанометровом диапазоне. Фотодиод создан на основе матрицы диодных ячеек планарно-торцевых автоэмиссионных структур с лезвиями α-углерода. Также предложен способ создания сверхширокополосного вакуумного туннельного фотодиода в УФ, видимой и ИК спектральной области, характеризующийся тем, что поверхность фотоэмиттера, имеющего работу выхода А, создают в виде 3D пространственно наноградиентной структуры с заданным коэффициентом усиления локальной напряженности электростатического поля β, формируют расстояние между фотоэмиттером и анодом в микро- или нанометровом диапазоне, при этом граничная величина напряжения на аноде Umax, соответствующая максимальному туннельному фотоэмиссионному току при детектировании оптического излучения с заданной длиной волны λ, определяется из предложенного соотношения. Изобретение обеспечивает возможность создания сверхширокополосного вакуумного туннельного фотодиода, позволяющего детектировать оптическое излучение в УФ, видимой и ИК спектральной области при использовании одного наноструктурного эмиттера с управляемой, изменением напряженности электростатического поля, «красной» границей фотоэффекта. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.