Способ изготовления гетероструктуры для полупрозрачного фотокатода

Изобретение относится к области технологии изготовления полупроводниковых приборов методом газофазной эпитаксии с использованием металлорганических соединений, в частности к технологии выращивания гетероструктуры для полупроводникового полупрозрачного фотокатода с активным слоем из арсенида галлия, фоточувствительного в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. В способе изготовления гетероструктуры для полупроводникового полупрозрачного фотокатода из арсенида галлия методом МОС-гидридной эпитаксии, при котором стопорный слой и активная область выращиваются при температурах 600-640°C, в структуру введен переходной слой переменного состава от p-GaAs до p-AlyGa1-yAs. При его выращивании повышают температуру до 700-760°С. На нем выращивают буферный слой при температурах 700-760°C. Скорость выращивания слоев выбрана в диапазоне от 0,1 до 3 мкм/час. Поток металлорганического соединения цинка выбирают так, чтобы обеспечить требуемую концентрацию акцепторной примеси в выращиваемых слоях. С использованием данного способа получены фотокатоды с повышенной минимум на 10% квантовой эффективностью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к области технологии изготовления полупроводниковых материалов и приборов методом газофазной эпитаксии с использованием металлорганических соединений, в частности к изготовлению фоточувствительного элемента оптоэлектронных устройств, а именно к технологии выращивания гетероструктуры для полупроводникового полупрозрачного фотокатода с активным слоем из арсенида галлия, фоточувствительного в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне.

Предшествующий уровень техники

Известен способ изготовления гетероструктуры полупроводникового полупрозрачного фотокатода из арсенида галлия методом жидкофазной эпитаксии [И.В. Пинчук, Разработка полупроводниковых материалов для приборов ночного наблюдения и промышленной технологии их производства, Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 2001 г.]. Недостатком этого способа является малая производительность и высокая плотность кристаллических дефектов гетероструктуры.

Известен способ изготовления гетероструктуры полупроводникового полупрозрачного фотокатода из арсенида галлия методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Недостатком этого способа является малая производительность [И. Сахно, А.В. Долгих, В.Г. Чубарев, И.И. Мараховка, Ю.Г. Галицын, В.Г. Мансуров, А.С. Суранов, Письма в ЖТФ, 1996, том 22, выпуск 23].

Наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности существующих признаков является способ изготовления гетероструктуры полупроводникового полупрозрачного фотокатода из арсенида галлия методом МОС-гидридной эпитаксии [патент US 6597112 B1, 22.07.2003, H01J 40/06]. Недостатком этого способа является то, что активный слой фотокатодной гетероструктуры, представляющий собой легированный цинком арсенид галлия с концентрацией атомов акцепторной примеси не менее 5·1018 см-3, выращивается при температурах более 650°C. Для таких температур характерна сильная десорбция атомов цинка с поверхности растущего эпитаксиального слоя, что вызывает ухудшение кристаллического совершенства материала активного слоя с сопутствующим ухудшением диффузионной длины и скорости рекомбинации неосновных носителей заряда. Это приводит к ухудшению квантовой эффективности и интегральной чувствительности фотокатода, изготавливаемого из гетероструктуры, полученной таким способом.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом изобретения является повышение интегральной чувствительности и квантовой эффективности полупроводникового полупрозрачного фотокатода, работающего в режиме «на просвет», на основе гетероструктуры с активным слоем из арсенида галлия, полученной предлагаемым способом, за счет уменьшения вероятности образования дислокаций несоответствия в переходном и буферном слоях гетероструктуры, устранения потенциального барьера для неосновных носителей заряда на границе активного и переходного слоев и, следовательно, снижения скорости рекомбинации неосновных носителей заряда на границе между активным и буферным слоями.

В соответствии с изобретением технический результат достигается тем, что предложен способ получения гетероструктуры для полупрозрачного фотокатода методом МОС-гидридной эпитаксии, включающий выбор подложки арсенида галлия, ее нагрев в потоке водорода от комнатной температуры до температуры 600°C-640°C, выращивание при той же температуре подложки стопорного слоя p-AlxGa1-xAs с концентрацией примеси цинка и на нем выращивание активного слоя p-GaAs с концентрацией Р2 примеси цинка. Далее при повышении температуры подложки от 600°C-640°C до 700°C-760°C выращивают на активном слое переходной слой переменного состава от p-GaAs до p-AlyGa1-yAs. Во время выращивания переходного слоя, начиная от поверхности, граничащей с активным слоем, постепенно увеличивают поток подачи металлорганического соединения алюминия, обеспечивающего возрастание содержания алюминия в переходном слое до величины «y» на его следующей поверхности. Также, начиная от поверхности, граничащей с активным слоем, постепенного уменьшают поток подачи металлорганического соединения цинка во время выращивания переходного слоя для обеспечения в нем уменьшения концентрации примеси цинка от величины Р2 на поверхности, граничащей с активным слоем, до величины Р3 на его следующей поверхности. На ней далее при температуре подложки 700°C-760°C выращивают буферный слой p-AlyGa1-yAs с концентрацией Р3 примеси цинка. Все слои гетероструктуры выращивают со скоростью роста от 0,1 до 3,0 мкм/час.

Предложена новая и неочевидная совокупность признаков способа получения гетероструктуры с активным слоем из арсенида галлия, позволившая значительно повысить интегральную чувствительность и квантовую эффективность полупроводникового полупрозрачного фотокатода, работающего в режиме «на просвет», изготовленного из гетероструктуры, полученной предложенным способом. При этом выращивают стопорный слой p-AlxGa1-xAs из соединений, содержащих мышьяк, и металлорганических соединений галлия, алюминия и цинка с потоками, обеспечивающими содержание алюминия «x» и концентрацию P1 примеси цинка в стопорном слое, активный слой p-GaAs из соединений, содержащих мышьяк, и металлорганических соединений галлия и цинка с потоком, обеспечивающим концентрацию Р2 примеси цинка в активном слое, переходной слой из соединений, содержащих мышьяк, и металлорганических соединений галлия, алюминия и цинка, а также буферный слой p-AlyGay-1As из соединений, содержащих мышьяк, и металлорганических соединений галлия, алюминия и цинка с потоками, обеспечивающими содержание алюминия «y» и концентрацию Р3 примеси цинка в буферном слое.

Понижение температуры подложки при выращивании активного слоя ниже 600°C приводит к тому, что атомы элементов, попадающие из газовой фазы на поверхность растущего эпитаксиального слоя, не успевают встраиваться в энергетически выгодные положения, соответствующие узлам кристаллической решетки. Это ухудшает кристаллическое совершенство материала активного слоя и вызывает уменьшение диффузионной длины, увеличение скорости рекомбинации неосновных носителей заряда и ухудшение характеристик фотокатода. Усиление десорбции атомов цинка с поверхности растущего эпитаксиального слоя при температурах подложки выше 640°C также вызывает ухудшение кристаллического совершенства материала активного слоя с аналогичными последствиями. Необходимость роста буферного слоя при температуре подложки 700-760°C объясняется значительным содержанием в нем алюминия. Высокое сродство атомов алюминия к кислороду приводит к образованию комплексов, которые образуют глубокие уровни и выступают в качестве центров рассеяния, снижая диффузионную длину и повышая скорость рекомбинации неосновных носителей заряда, генерируемых в буферном слое при облучении светом, и, таким образом, уменьшая вероятность диффузии этих носителей к эмитирующей поверхности фотокатода. Повышение температуры выращивания слоя с высоким содержанием алюминия подавляет внедрение атомов кислорода и снижает концентрацию упомянутых комплексов, что приводит в соответствии с вышеописанным механизмом к увеличению квантового выхода и интегральной чувствительности фотокатода. Стопорный слой, несмотря на еще более высокое содержание алюминия, выращивается при температуре подложки 600-640°C, поскольку в дальнейшем он удаляется и не оказывает влияния на работу фотокатода.

Технический результат достигается также тем, что при выращивании переходного слоя обеспечивают в нем монотонно возрастающее и непрерывное содержание «y» алюминия и монотонно убывающее и непрерывное содержание цинка, что приводит к дальнейшему уменьшению вероятности образования дислокаций несоответствия в переходном и буферном слоях, устранению потенциального барьера для неосновных носителей заряда на границе активного и переходного слоев, снижению скорости рекомбинации неосновных носителей заряда на границе между активным и переходного слоями и, следовательно, улучшению характеристик фотокатодов.

Технический результат достигается тем, что между подложкой и стопорным слоем выращивают промежуточный слой GaAs толщиной от 0,05 мкм до 0,2 мкм при температуре подложки 600-640°C, что приводит к уменьшению вероятности образования дислокаций несоответствия в стопорном и активном слоях во время их роста и возрастанию чувствительности и квантовой эффективности фотокатода.

Кроме того, технический результат достигается тем, что:

- подложку выбирают n-типа проводимости;

- подложку выбирают p-типа проводимости;

- подложку выбирают i-типа проводимости;

- в буферном слое p-AlyGa1-yAs содержание «y» алюминия выбирают от 0,4 до 0,7;

- переходной слой выбирают толщиной от 0,10 мкм до 1,0 мкм;

- концентрацию Р2 примеси цинка в активном слое выбирают от 5·1018 см-3 до 1,5·1019 см-3;

- концентрацию Р3 примеси цинка в буферном слое выбирают от 1·1018 см-3 до 3·1018 см-3.

Нами не найдена предложенная совокупность признаков изобретения, что подтверждает наличие его новизны. Кроме того, предложенный способ получения гетероструктуры полупрозрачного фотокатода с активным слоем из арсенида галлия содержит неочевидную совокупность последовательности слоев, температур их выращивания, состава подаваемых реагентов, что позволяет сделать вывод соответствия предложения критерию «изобретательский уровень».

Технологическая реализация предложенной в настоящем изобретении гетероструктуры полупрозрачного фотокатода основана на известных базовых методах изготовления полупроводниковых фотокатодов, в том числе полупрозрачных, которые к настоящему времени хорошо разработаны и широко применяются. Предложение удовлетворяет критерию «промышленная применимость».

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение поясняется чертежом на Фиг. 1, на котором схематично изображена конструкция гетероструктуры для полупроводникового полупрозрачного фотокатода с активным слоем из арсенида галлия.

Варианты осуществления изобретения

В дальнейшем изобретение поясняется конкретными вариантами осуществления предложенного способа получения гетероструктуры для полупрозрачного фотокатода с активным слоем из арсенида галлия (далее «Гетероструктура»). Нами далее приводится часть вариантов способа получения Гетероструктуры из совокупности возможных.

Пример 1. Заявляемый способ изготовления Гетероструктуры, схематично изображенной на Фиг. 1, осуществляют методом МОС-гидридной эпитаксии в несколько стадий. Подложку 1 GaAs выбирают толщиной 500 мкм n-типа проводимости, нагревают ее в протоке высокочистого водорода при температуре 620°C, затем на нее последовательно осаждают слои гетероструктуры с помощью подачи в проток водорода паров триметилалюминия и триметилгаллия в качестве источников алюминия, галлия, гидрида мышьяка в качестве источника мышьяка, паров диэтилцинка в качестве источника акцепторной примеси. Все слои гетероструктуры выращивают со скоростью роста, равной 1,55 мкм/час.

На подложке 1 при ее температуре 620°C выращивают:

- стопорный слой 2 p-AlxGa1-xAs, где значение «x» равно 0,7 с концентрацией Р1 акцепторной примеси, равной 2·1018 см-3, и толщиной, равной 0,9 мкм;

- активный слой 3 p-GaAs с концентрацией Р2 акцепторной примеси, равной 1·1019 см-3, и толщиной, равной 2,0 мкм.

Затем производят постепенный подъем температуры подложки 1 до 730°C с одновременным осаждением переходного слоя 4, толщиной, равной 0,55 мкм. Переходной слой 4 выращивают переменного состава от p-GaAs (вблизи границы с активным слоем 3) до p-AlyGa1-yAs, где значение «у» равно 0,55 (вблизи границы со следующим за ним, буферным слоем 5) с линейным изменением величины алюминия по толщине слоя, постепенно увеличивая во время его роста поток подачи металлорганического соединения алюминия. Кроме того, переходной слой 4 выращивают при постепенном уменьшении потока подачи металлорганического соединения цинка во время его роста для обеспечения линейного уменьшения концентрации цинка от Р2, равной 1·1019 см-3 на границе с активным слоем 3, до Р3, равной 2·1018 см-3 на границе с буферным слоем 5.

Далее при той же температуре 730°C выращивают буферный слой 5 p-AlyGa1-yAs при «y», равном 0,55, с концентрацией Р3 акцепторной примеси, равной 2·1018 см-3, и толщиной, равной 0,55 мкм.

Технологические закономерности роста переходного слоя зависят от вида металлорганических соединений алюминия, галлия и цинка, устройства роста и т.д., и известным путем рассчитываются режимы, обеспечивающие в переходном слое 4 линейное возрастание содержания алюминия от чистого арсенида галлия (у границы с активным слоем 3) до значения «y» (у границы с буферным слоем 5) и линейное уменьшение концентрации цинка от Р2 на границе с активным слоем 3 до Р3 на границе с буферным слоем 5. Для расчета расходов металлорганических соединений, необходимых для получения слоев требуемого состава и легирования, используются известные таблицы соответствия концентраций потоков и параметров гетероструктур.

После завершения роста Гетероструктуры выращенные пластины передавали на последующий технологический цикл создания элемента фотокатода и его сборку. На изготовленных полупрозрачных фотокатодах были получены следующие выходные параметры:

- интегральная чувствительность, равная 3190 мкА/Лм и

- квантовая эффективность на длине волны 700 нм, равная 53%, что превышает известные значения в 1,2 раза.

Пример 2. В этом случае способ изготовления Гетероструктуры отличался от примера 1 следующим (см. Фиг.1). Выбирают подложку 1 GaAs толщиной 300 мкм n-типа проводимости, нагревают ее в протоке высокочистого водорода при температуре 600°C, затем при этой же температуре на ней выращивают стопорный слой 2 р-AlxGa1-xAs, где значение «x» равно 0,5 с концентрацией акцепторной примеси, равной 1·1018 см-3, и толщиной, равной 0,1 мкм, и активный слой 3 p-GaAs с концентрацией Р2 акцепторной примеси, равной 5·1018 см-3, и толщиной, равной 1,0 мкм.

Постепенный подъем температуры подложки 1 до 700°C производят одновременно с осаждением переходного слоя 4 p-типа переменного состава от p-GaAs (вблизи границы с активным слоем 3) до p-AlyGa1-yAs, где значение «y» равно 0,4 (вблизи границы со следующим буферным слоем 5), а также с линейным уменьшением концентрации цинка от Р2, равной 5·1018 см-3 на границе с активным слоем 3, до Р3, равной 1·1018 см-3 на границе с буферным слоем 5. Толщина слоя равна 0,1 мкм.

На переходном слое 4 далее при той же температуре 700°C выращивают буферный слой 5 p-AlyGa1-yAs, при значении «y», равном 0,4, с концентрацией Р3 акцепторной примеси, равной 1·1018 см-3, и толщиной, равной 0,1 мкм. Все слои гетероструктуры выращивают со скоростью роста, равной 0,1 мкм/час.

После завершения роста Гетероструктуры выращенные пластины передавали на последующий технологический цикл создания элемента фотокатода и его сборку. На изготовленных полупрозрачных фотокатодах были получены следующие выходные параметры:

- интегральная чувствительность, равная 2860 мкА/Лм, и

- квантовая эффективность на длине волны 700 нм, равная 47%.

Пример 3. В этом случае способ изготовления Гетероструктуры отличался от примера 1 следующим (см. Фиг. 1). Выбирают подложку 1 GaAs толщиной 700 мкм n-типа проводимости, нагревают ее в протоке высокочистого водорода при температуре 640°C, затем при этой же температуре на ней выращивают стопорный слой 2 p-AlxGa1-xAs, где значение «x» равно 0,9 с концентрацией Р1 акцепторной примеси, равной 3·1018 см-3 и толщиной, равной 1,5 мкм; и активный слой 3 p-GaAs с концентрацией Р2 акцепторной примеси, равной 1,5·1019 см-3, и толщиной, равной 3,0 мкм.

Постепенный подъем температуры подложки 1 до 760°C производят одновременно с осаждением переходного слоя 4 p-типа переменного состава от р-GaAs (вблизи границы с активным слоем 3) до p-AlyGa1-yAs, где значение «y» равно 0,7 (вблизи границы со следующим буферным слоем 5), а также с линейным уменьшением концентрации цинка от Р2, равной 1,5·1019 см-3 на границе с активным слоем 3, до Р3, равной 3·1018 см-3 на границе с буферным слоем 5. Толщина слоя равна 1,0 мкм.

На переходном слое 4 далее при той же температуре 760°C выращивают буферный слой 5 p-AlyGa1-yAs, при значении «у», равном 0,7, с концентрацией Р3 акцепторной примеси, равной 3·1018 см-3, и толщиной, равной 1,0 мкм. Все слои гетероструктуры выращивают со скоростью роста, равной 3,0 мкм/час.

После завершения роста Гетероструктуры выращенные пластины передавали на последующий технологический цикл создания элемента фотокатода и его сборку. На изготовленных полупрозрачных фотокатодах были получены следующие выходные параметры:

- интегральная чувствительность, равная 3100 мкА/Лм, и

- квантовая эффективность на длине волны 700 нм, равная 51%.

Следующий вариант предложенного способа отличается от первого тем, что использована подложка арсенида галлия i-типа проводимости.

Следующий вариант предложенного способа отличается от первого тем, что использована подложка арсенида галлия p-типа проводимости.

Следующий вариант предложенного способа отличается от первого варианта тем, что перед осаждением стопорного слоя на подложку арсенида галлия после ее нагрева до температуры 620°C предварительно осаждают слой нелегированного арсенида галлия, названный промежуточным слоем, толщиной 0,125±0,025 мкм, с помощью подачи в проток водорода паров триметилгаллия в качестве источника галлия, гидрида мышьяка в качестве источника мышьяка.

Для рассмотренных трех последних вариантов способа изготовления гетероструктуры для полупрозрачного фотокатода изменения в выходных параметрах отмечены на уровне погрешности измерений.

С использованием предложенного способа изготовления фотоэмиссионной структуры для полупроводникового полупрозрачного фотокатода из арсенида галлия получены фотокатоды с повышенной минимум на 10% квантовой эффективностью. Полученные значения интегральной чувствительности превышают 2500 мкА/Лм, повышена интегральная чувствительность выше 2500 мкА/Лм

Промышленная применимость

Изобретение может быть использовано при изготовлении фоточувствительного элемента оптоэлектронных устройств: электронно-оптических преобразователей и фотоумножителей, используемых в детекторах излучений.

1. Способ изготовления гетероструктуры для полупрозрачного фотокатода методом МОС-гидридной эпитаксии, включающий выбор подложки арсенида галлия, ее нагрев в потоке водорода от комнатной температуры до температуры 600°C-640°C, выращивание при той же температуре подложки стопорного слоя p-AlxGa1-xAs с концентрацией P1 примеси цинка, на нем выращивание активного слоя p-GaAs с концентрацией Р2 примеси цинка, далее при повышении температуры подложки от 600°C-640°C до 700°C-760°C выращивание на активном слое переходного слоя, переменного состава от p-GaAs до p-AlyGa1-yAs, начиная от поверхности, граничащей с активным слоем, путем постепенного увеличения потока подачи металлорганического соединения алюминия во время выращивания переходного слоя, обеспечивающего возрастание содержания алюминия в переходном слое до величины «y» на его следующей поверхности, и постепенного уменьшения потока подачи металлорганического соединения цинка во время выращивания переходного слоя для обеспечения в нем уменьшения концентрации примеси цинка от величины Р2 на поверхности, граничащей с активным слоем до величины Р3 на его следующей поверхности, на которой далее при температуре подложки 700°C-760°C выращивают буферный слой p-AlyGa1-yAs с концентрацией Р3 примеси цинка, причем все слои выращивают со скоростью роста от 0,1 до 3,0 мкм/час.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при выращивании переходного слоя обеспечивают в нем монотонно возрастающее и непрерывное содержание алюминия и монотонно убывающее и непрерывное содержание цинка.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что между подложкой и стопорным слоем выращивают промежуточный слой GaAs толщиной от 0,05 мкм до 0,2 мкм при температуре подложки 600-640°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии создания фоточувствительных халькопиритных пленок, которые могут найти применение при создании солнечных батарей. Способ получения фоточувствительных халькопиритных пленок включает два этапа, на первом получают прекурсорную пленку, а на втором проводят ее отжиг.

Изобретение относится к технологии изготовления матричных фотоприемников ИК-излучения на основе антимонида индия, теллурида кадмия-ртути. Способ изготовления матричного фотоприемника согласно изобретению включает формирование на полупроводниковой пластине р+-n- или n+-р-перехода по всей поверхности, формирование защитной маски фоторезиста с рисунком ФЧЭ с последующим травлением мезаструктур на глубину, при которой р+-n- или n+-р-переход выходит на поверхность у основания мезаструктуры под углом меньше 60°.

Изобретение относится к области контроля фотоэлектрических устройств и касается способа исследования пространственного распределения характеристик восприимчивости фотоэлектрических преобразователей в составе солнечных батарей к оптическому излучению.

Согласно изобретению предложена печь для вжигания электрода солнечного элемента, которая снабжена транспортировочным элементом, транспортирующим подложку с нанесенной на нее проводящей пастой, секцией нагрева, которая нагревает подложку и вжигает проводящую пасту, и секцией охлаждения, которая охлаждает нагретую подложку.

Изобретение обеспечивает фотогальваническое устройство и способ изготовления такого устройства. Фотогальваническое устройство согласно изобретению включает в себя комбинацию полупроводниковых структур и защитный слой.
Изобретение относится к области электрического оборудования, в частности к полупроводниковым приборам, а именно к способам получения трехкаскадных преобразователей.

Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к созданию тонкопленочных элементов матрицы неохлаждаемого типа в тепловых приемниках излучения (болометров) высокой чувствительности. Способ получения чувствительного элемента матрицы теплового приемника на основе оксида ванадия представляет собой нанесение металлической пленки ванадия и электродов методами магнетронного распыления и последующей лифт-офф литографии на диэлектрическую подложку.

Пленки твердых растворов замещения PbSnSe - востребованный материал полупроводниковой оптоэлектроники и лазерной техники среднего и дальнего инфракрасного диапазона.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов. Способ изготовления pin-фотодиодов с охранным кольцом (ОК) на высокоомном р-кремнии включает термическое окисление исходной пластины р-кремния или эпитаксиальной структуры, содержащей слой высокоомного р-кремния, вскрытие «окон» в термическом окисном слое, загонку атомов фосфора в «окна» и их разгонку, совмещенную с окислением, для формирования планарных n+-р переходов рабочей области и области ОК, создание на обратной стороне пластины геттерирующего слоя и проведение геттерирования, стравливание геттерирующего слоя и подлегирование подконтактной области базы атомами бора для создания омического контакта р+-р типа, вскрытие в окисном слое контактных «окон» к рабочей области и охранному кольцу и зондовый контроль их темновых токов, отбор пластин, не соответствующих заданным значениям темнового тока, стравливание с них термического окисного слоя и нанесение на свободную поверхность кремния нового защитного слоя окиси кремния при температуре не выше 300°С, вскрытие контактных «окон» в нанесенном слое и повторный зондовый контроль темновых токов и при соответствии темнового тока заданным значениям - нанесение металлизации, формирование контактного рисунка и вжигание металла, а при несоответствии заданным значениям темнового тока - повторение операций до получения заданных значений темнового тока.
Изобретение относится к области изготовления фоточувствительных полупроводниковых приборов на основе GaAs, позволяющих преобразовывать мощное узкополосное излучение в электрическую энергию для энергоснабжения наземных и космических объектов.

Коллекторный электрод для солнечного элемента изготавливают трафаретной печатью проводящей пасты, при этом трафаретную печать повторяют многократно. Скорость прокатывания во время второй или последующей трафаретных печатей является больше, чем скорость прокатывания во время первой трафаретной печати. Вторая и последующая трафаретная печать накладывается на коллекторный электрод, отпечатанный первый раз; таким образом, чем выше скорость прокатывания, тем лучше отделяется печатная форма от пасты и основания. Количество нанесенной пасты увеличивается, и пленка для изготавливаемого коллекторного электрода становится толще, уменьшается величина сопротивления, а также обеспечивается улучшение эффективности преобразования солнечной энергии. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к технологии получения индиевых микроконтактов для соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц, выполненных на основе полупроводниковых материалов. Способ изготовления индиевых микроконтактов согласно изобретению включает напыление слоя индия на полупроводниковые пластины с контактными площадками, формирование плоских индиевых площадок толщиной напыленного индия методами фотолитографии и/или ионного травления, при этом перед соединением матрицы и БИС производят оплавление индиевых плоских площадок в усеченные сферы высокочастотным катодным травлением ионами инертного газа при парциальном давлении (8-10)×10-1 Па и плотности мощности в разряде от 1 Вт/см2, без последующего нагревания. Изобретение предназначено для повышения надежности при одновременном снижении расхода индия при использовании стандартной конструкции испарителя, а также уменьшении времени процесса ионного травления напыленного слоя индия. 1 пр., 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых фотоприемников и может использоваться для создания многоэлементных фотоприемников различного назначения. Изобретение обеспечивает утоньшение базовой области фоточувствительного элемента с получением требуемого качества и воспроизводимости границ и толщины. В способе изготовления матричного фотоприемника на лицевой стороне фоточувствительного элемента до гибридизации протравливают канавку определенной глубины. В процессе утоньшения, когда полировка доходит до дна канавки, вследствие заданной ширины углубления происходит резкое изменение габаритов базовой области, которое можно зафиксировать визуально. В этот момент утоньшение прекращают - полученный кристалл имеет ровные края и фиксированный размер, заданный фотошаблонами под углубление. При этом для изготовления углубления после травления индиевых микроконтактов, не снимая нижний защитный и верхний фоторезисты, напыляют тонкую пленку SiO. Далее делают фотолитографию по SiO с помощью прямоугольного фотошаблона, открывающего место под углубление. Затем следует плазмохимическое травление SiO в месте углубления и жидкостное химическое травление непосредственно углубления на требуемую величину. Удаляют фоторезист, плазмохимически стравливают оставшуюся пленку SiO и удаляют остатки фоторезиста. 3 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к способу получения структурированного электропроводящего покрытия на подложке. Технический результат - предоставление способа получения структурированного металлического покрытия на подложке, при реализации которого формируют структурированный металлический слой с четко определенными кантами и краями, что позволяет напечатать картину с высоким разрешением и структурами малых размеров, применимую в солнечных батареях. Достигается тем, что сначала на поверхность подложки наносят монослой или олигослой вещества, гидрофобизирующего поверхность, а затем на подложку наносят вещество, содержащее электропроводящие частицы, в соответствии с заранее заданным узором. Кроме того, изобретение касается применения этого способа для изготовления солнечных батарей или печатных плат, а также электронной детали, включающей в себя подложку, на которую нанесена структурированная электропроводящая поверхность, причем на подложку нанесен монослой или олигослой материала, гидрофобизирующего поверхность, а на монослой или олигослой нанесена структурированная электропроводящая поверхность. 2 н. и 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии фотодиодов на основе эпитаксиальных p-i-n структур GaN/AlxGa1-xN, преобразующих излучение ультрафиолетовой области спектра. Изобретение может быть использовано в производстве матричных фоточувствительных элементов приборов гражданского и военного назначения. Сущность изобретения состоит в том, что травление гетероэпитаксиальных структур GaN/AlxGa1-xN после применения стандартных методов фотолитографии проводят с использованием заранее известных скоростей стравливания отдельных слоев AlxGa1-xN с разными значениями доли Al-x (0,00÷0,65). В качестве метода травления используют метод ионно-лучевого травления ионами Ar (аргона). Бомбардировка ионами инертного газа (Ar) при невысоких скоростях травления позволяет достичь необходимой анизотропности и однородности глубины травления. Скорость ионно-лучевого травления ионами аргона эпитаксиальных слоев AlxGa1-xN уменьшается с увеличением содержания мольной доли алюминия в эпитаксиальном слое в 3-4 раза при изменении молярной доли алюминия от 0 до 0.65. Изобретение обеспечивает возможность формирования меза-структуры с множеством отдельных p-i-n диодов с обеспечением необходимой однородности глубины травления структуры до слоя n+-AlxGa1-xN и без прерывания процесса травления. 2 ил., 1 пр.
Изобретение относится к солнечной энергетике. Способ формирования активной p+-области солнечных элементов включает процесс диффузии бора с применением жидкого источника - треххлористого бора (BCl3). В качестве источника диффузанта используется жидкий источник - треххлористый бор (BCl3) при следующем расходе газов: кислород O2=12 л/ч, азот N2=380 л/ч, N2+H2=380 л/ч, BCl3=2 л/ч, 1000 ppm. Изобретение позволяет получить боросиликатный слой из жидкого источника треххлористого бора (BCl3) c обеспечением уменьшения разброса значений поверхностного сопротивления по кремниевой пластине, снижение температуры и длительности процесса. 3 пр.

При изготовлении фотопреобразователя согласно изобретению на тыльной стороне подложки GaSb n-типа проводимости выращивают методом эпитаксии высоколегированный контактный слой n+-GaSb, а на лицевой стороне подложки - буферный слой n-GaSb. Наносят на лицевую поверхность подложки диэлектрическую пленку. Создают химическим травлением окна в диэлектрической пленке. Легируют диффузией цинка из газовой фазы в квазизамкнутом контейнере поверхностный слой структуры GaSb фотопреобразователя. Удаляют на тыльной стороне подложки p-n-переход. Осаждают тыльный и лицевой контакты и отжигают их. Разделяют структуру травлением на отдельные фотоэлементы и наносят антиотражающее покрытие. Изобретение позволяет увеличить КПД фотопреобразователей на основе GaSb при высоких плотностях падающего излучения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Способ изготовления гетероструктурного солнечного элемента включает выращивание полупроводниковой гетероструктуры на германиевой подложке, создание омических контактов со стороны тыльной поверхности германиевой подложки и со стороны фронтальной поверхности гетероструктуры, нанесение просветляющего покрытия на фронтальную поверхность гетероструктуры, создание разделительной мезы через маску фоторезиста путем травления первой канавки в полупроводниковой гетероструктуре до германиевой подложки. После создания первой канавки осуществляют пассивацию поверхности первой канавки диэлектриком, после чего проводят травление через маску из фоторезиста второй канавки в германиевой подложке глубиной не менее 2 мкм и шириной на 5-10 мкм уже ширины первой канавки и покрывают вторую канавку диэлектриком. Способ согласно изобретению позволяет увеличить выход годных гетероструктурных солнечных элементов и повысить надежность их эксплуатации особенно в условиях космического пространства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 5 пр.

Изобретение относится к технологии изготовления трехкаскадных фотопреобразователей со встроенным диодом. Согласно изобретению на трехкаскадной полупроводниковой структуре GaInP/GaAs/Ge, выращенной на германиевой подложке с p-AlGaInP слоем потенциального барьера, p++-AlGaAs и n++-GaInP слоями туннельного перехода верхнего каскада, создают фоторезистивную маску с окнами лицевых контактов фотопреобразователя и диода, удаляют в диодном окне маски полупроводниковые слои, причем вытравливают p-AlGaInP слой потенциального барьера полностью или частично в смеси концентрированных соляной и фтористоводородной кислот в количественном соотношении объемных частей 5÷7 и 3÷5 соответственно, p++-AlGaAs слой туннельного перехода удаляют в смеси концентрированных соляной и лимонной (50%) кислот в количественном соотношении объемных частей 6÷10 и 8÷12 соответственно. Технический результат изобретения заключается в повышении однородности и воспроизводимости процесса травления, а также в улучшении параметров встроенного диода. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к конструкции матричных полупроводниковых фотоприемников и может использоваться для создания многоэлементных фотоприемников различного назначения. Сборка фоточувствительного модуля на растр заключается в том, что приклейку криостойким клеем фоточувствительного модуля осуществляют с помощью многоконтактной зондовой головки с симметричным расположением 2n (n=1, 2…) зондов (обычно из нержавеющей стали), которые находятся точно на контактных площадках БИС считывания, предназначенных для вывода сигналов посредством сварки (обычно золотых) выводов на растр. Поскольку давить на утоньшенный фоточувствительный элемент недопустимо, а осуществлять давление по всей периферийной области небезопасно, так как в этой области находится схема БИС считывания, которую можно повредить, то нагрузку необходимо осуществлять на наиболее защищенные от повреждения области, которыми являются контактные площадки, предназначенные для тестирования БИС считывания и сварки выводов на растр. При типичном количестве контактных площадок (~30 шт.) на БИС считывания приклейку криостойким клеем фоточувствительного модуля, содержащего утоньшенный фоточувствительный элемент, на растр осуществляют с помощью штатного контактного устройства с фиксированным расположением зондов (типично из вольфрама), предназначенного для контроля кристаллов БИС считывания, которое позволяет осуществлять равномерную нагрузку на фоточувствительный модуль с величиной, необходимой для уменьшения клеевого слоя до толщины 3-5 мкм, обеспечивающей прочное соединение криостойким клеем при охлаждении до рабочей температуры жидкого азота. Изобретение позволяет бездефектно и качественно проводить сборку фоточувствительного модуля на растр во время приклейки криостойким клеем. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области технологии изготовления полупроводниковых приборов методом газофазной эпитаксии с использованием металлорганических соединений, в частности к технологии выращивания гетероструктуры для полупроводникового полупрозрачного фотокатода с активным слоем из арсенида галлия, фоточувствительного в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. В способе изготовления гетероструктуры для полупроводникового полупрозрачного фотокатода из арсенида галлия методом МОС-гидридной эпитаксии, при котором стопорный слой и активная область выращиваются при температурах 600-640°C, в структуру введен переходной слой переменного состава от p-GaAs до p-AlyGa1-yAs. При его выращивании повышают температуру до 700-760°С. На нем выращивают буферный слой при температурах 700-760°C. Скорость выращивания слоев выбрана в диапазоне от 0,1 до 3 мкмчас. Поток металлорганического соединения цинка выбирают так, чтобы обеспечить требуемую концентрацию акцепторной примеси в выращиваемых слоях. С использованием данного способа получены фотокатоды с повышенной минимум на 10 квантовой эффективностью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх