Планарный преобразователь ионизирующих излучений и способ его изготовления



Планарный преобразователь ионизирующих излучений и способ его изготовления
Планарный преобразователь ионизирующих излучений и способ его изготовления
Планарный преобразователь ионизирующих излучений и способ его изготовления
Планарный преобразователь ионизирующих излучений и способ его изготовления
Планарный преобразователь ионизирующих излучений и способ его изготовления
Планарный преобразователь ионизирующих излучений и способ его изготовления
Планарный преобразователь ионизирующих излучений и способ его изготовления

Владельцы патента RU 2599274:

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

Изобретение относится к области преобразователей энергии оптических и радиационных излучений в электрическую энергию. Предложена конструкция планарного преобразователя ионизирующих излучений, содержащая слаболегированную полупроводниковую пластину n (p) типа проводимости, в которой расположена сильнолегированная n+ (p+) область, на поверхности которой расположен электропроводящий электрод катода (анода), на верхней поверхности пластины расположена сильнолегированная p+ (n+) область, образующая с полупроводниковой пластиной p-n-переход, на поверхности p+ (n+) области расположен слой изолирующего диэлектрика и электропроводящий электрод анода (катода), являющийся радиоактивным изотопом, при этом на верхней и нижней поверхностях слаболегированной полупроводниковой пластины n- (p-) типа проводимости расположены сильнолегированные соответственно верхняя и нижняя горизонтальные p+ (n+) области, образующие с пластиной p-n-переходы p-i-n-диода, при этом они соединены между собой вертикальной р+ (n+) кольцевой областью, при этом верхняя горизонтальная p+ (n+) область образует со слоем изолирующего диэлектрика и электропроводящим электродом катода (анода) МОП структуру накопительного конденсатора, на верхней поверхности пластины также расположена n+ (p+) контактная область к пластине n- (p-) типа проводимости, на верхней и нижней поверхности горизонтальных p+ (n+) областей расположены соответственно слои верхнего и нижнего диэлектрика, содержащие контактные окна соответственно к n+ (p+) контактной области и нижней горизонтальной p+ (n+) области, на поверхности верхнего и нижнего диэлектриков расположены соответственно верхний и нижний слои радиоактивного изотопа - металла, образующие омические контакты соответственно с n+ (p+) контактной областью и нижней горизонтальной p+ (n+) областью, являющиеся электродами катода (анода) и анода (катода) соответственно p-i-n-диода. Также предложен способ создания конструкции планарного преобразователя ионизирующих излучений. Изобретение обеспечивает возможность создания планарного преобразователя - бета-батарейки с повышенной мощностью и энергоемкостью на единицу объема по сравнению с традиционной конструкцией p-i-n-диода. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

 

Настоящее изобретение относится к области преобразователей энергии ионизирующих излучений в электрическую энергию (ЭДС).

Известны конструкции планарных 2D преобразователей ионизирующих радиационных излучений в электрическую энергию (бета-гальваническая батарейка), которые впервые предложил Раппопорт в 1954 году [1. Rappaport P. The Electron-Voltaic Effect in p-n Junctions Induced by Beta-Particle Bombardment / P. Rappaport // Phys. Rev. 1954. V. 93. P. 246; 2. Rappaport P. Radioactive battery employing intrinsic semiconductor / P. Rappaport // US Patent 5,973. 1956] после обнаружения им того, что при распаде изотопов, например 63Ni или трития, могут образовываться в полупроводниковых материалах электронно-дырочные пары, это явление получило название бета-вольтаического эффекта. Позднее в 1957 году Elgin-Kidde впервые применили бета-вольтаический эффект для выработки электрической энергии с помощью планарных p-n-переходов, полученных на кремниевых пластинах [3. "Miniature Atomic Powered Battery", Radio and TV News, V. 57. May. 1957. Р. 160].

С 1989 года для создания преобразователя - бета-вольтаической батареи - стали исследоваться и применяться другие - широкозонные материалы GaN, GaP, AlGaAs, SiC вследствие их более высокой температурной стойкости [4. Chandrashekhar M.V.S., Thomas Ch.I.; Li H., Spencer M.G.; Lal A. Demonstration of a 4H SiC Betavoltaic Cell // Applied Physics Letters. V. 88. №3. 2006. P. 033506. 1-3; 5. Cheng Z., Zhao Z., San H.; Chen X. Demonstration of a GaN betavoltaic microbattery // Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (NEMS). 2011. IEEE International Conference. P. 1036-1039].

Однако при создании трехмерных (3D) конструкций технологии, использующие широкозонные материалы, уступают в производительности и эффективности кремниевой технологии. В частности, глубина микроканалов в кремнии в разы больше, чем в карбиде кремния и других материалах. Степень дефектообразования при формировании микроканалов также минимальная в кремниевой технологии. Более того именно в кремниевой технологии наиболее просто и экономично совместить в одной конструкции набор двумерных элементов. Таким образом, технология, использующая кремниевые пластины, является наиболее эффективной с точки зрения минимизации объема и веса преобразователя, приходящегося на единицу вырабатываемой электроэнергии в трехмерных конструкциях.

Поэтому с 2004 года появилось множество работ, посвященных созданию трехмерных «объемных» конструкций 3D преобразователей, в основном на монокремнии, нацеленных на оптимизацию соотношения веса преобразователя к вырабатываемой энергии [6. Долгий А.Л. Бета-преобразователи энергии на основе макропористого кремния // 4-ая Международная научная конференция «Материалы и структуры современной электроники», 23-24 сентября 2010 г., Минск, Беларусь. С. 57-60; 7. Sun W., Hirschman K.D., Gadeken L.L. and Fauchet P.M. Betavoltaic and photovoltaic energy conversion in three-dimensional macroporous silicon diodes // Physica status solidi (a). 2007. V. 204. № 5. P. 1536-1540; 8. Sun W., Kherani N.P., Hirschman K.D., Gadeken L.L. and Fauchet P.M. A Three-Dimensional Porous Silicon p-n Diode for Betavoltaics and Photovoltaics // Advanced Materials. 2005. V. 17. № 10. P. 1230-1233; 9. Gadeken L.L., Engel P.S., Laverdure K.S. Apparatus for generating electrical current from radioactive material and method of making same. USA Patent. US 20080199736 A1. Pub. date: 21.08.2008. 10. Chandrashekhar M.V.S, Thomas Ch.I., Spencer M.G. Betavoltaic cell. USA Patent. US 7939986B2. Pub. date: 10.05.2011]. Такие конструкции позволяют получить развитую поверхность щелей или каналов кремниевых пластин с оптимальными размерами квазинейтральных областей и областей пространственного заряда p-i-n-диодов, в которых генерируются бета-излучением носители заряда. Однако создание бета-батареек с такой конструкцией представляет сложную и нерешенную технологическую проблему, прежде всего из-за низкого качества р-n-переходов в каналах или щелях кремниевых пластин, что приводит к недопустимо большим токам утечки через них.

В последнее время появились технологии утонения кремниевых пластин до разменов 40-100 микрон, что соизмеримо с глубиной проникновения в кремний (20 мкм) бета-излучения радиоактивных изотопов, таких как никель-63 и тритий, что принципиально позволяет создавать планарные "тонкие" конструкции кремниевых p-i-n-диодов с близкими к оптимальным размерами квазинейтральных областей и областей пространственного заряда (10-29 мкм) [11. Park S.М., Ahn J.Н., Kim S.I. and Lee N.-E. NO-Induced Fast Chemical Dry Thinning of Si Wafer in NF3 Remote Plasmas // Journal of the Korean Physical Society. V. 54. №3. March 2009. P. 1127-1130]. Однако и «тонкие» планарные конструкции преобразователей на основе p-i-n-диодов [4. Chandrashekhar M.V.S., Thomas Ch.I; Li H., Spencer M.G.; Lal A. Demonstration of a 4H SiC Betavoltaic Cell // Applied Physics Letters. V. 88. №3. 2006. P. 033506. 1-3; 5. Cheng Z, Zhao Z., San H.; Chen X. Demonstration of a GaN betavoltaic microbattery // Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (NEMS). 2011. IEEE International Conference. P. 1036-1039; 12. Guo H., Zhang K., Zhang Yu., Zhang Yu., Han Ch., Shi Ya. I-layer vanadium-doped pin type nuclear battery and the preparation process thereof. USA Patent US 20140225472 A1. Pub. date: 14.08.2014 г.] не обладают максимально возможной эффективностью, поскольку в них сбор носителей заряда от излучения имеет односторонний характер (только сверху) со стороны расположения поверхностного р-n перехода.

Известна планарная 2D конструкция полупроводниковых вольтаических преобразователей радиационных бета-излучений в электрическую энергию [12. Guo Н., Zhang K., Zhang Yu., Zhang Yu., Han Ch., Shi Ya. I-layer vanadium-doped pin type nuclear battery and the preparation process thereof. USA Patent US 20140225472 A1. Pub. date: 14.08.2014 г.] (фиг. 1), взятая за прототип и содержащая слаболегированную полупроводниковую пластину n (р) типа проводимости, в которой расположена сильнолегированная n+ (р+) область, на поверхности которой расположен электропроводящий электрод катода (анода), на верхней поверхности пластины расположена сильнолегированная р+ (n+) область, образующая с полупроводниковой пластиной p-n-переход, на поверхности р+ (n+) области расположен слой изолирующего диэлектрика и электропроводящий электрод анода (катода), являющийся радиоактивным изотопом.

Способ ее изготовления, планарной конструкции, состоящий в формировании эпитаксиальным наращиванием на поверхности полупроводниковой подложки n (р) типа проводимости слоев n- (р-)типа и р+ (n+)типа проводимости, осаждении на поверхность слоя р+ (n+) типа проводимости радиоактивного изотопа 63Ni, формировании электрода катода (анода), образующего омический контакт к подложке n- (р-) типа проводимости, и формировании электрода анода (катода), образующего омический контакт к слою р+ (n+)типа проводимости, изоляции планарной поверхности слоев оксидом кремния.

Общим недостатком аналогов и прототипа является невозможность достичь наилучших соотношений размеров (веса) преобразователя к выделяемой мощности ЭДС.

Техническим результатом изобретения является создание конструкции планарного преобразователя - бета-батарейки с значительно большей (в два раза) генерируемой электрической энергией (мощности), приходящейся на единицу его объема (веса) и более высокой энергоемкостью.

Технический результат достигается путем создания новой функционально-интегрированной конструкции p-i-n-диода и МОП-конденсатора планарного преобразователя, состоящей из слаболегированной полупроводниковой пластины n (р) типа проводимости, в которой расположены сильнолегированные соответственно верхняя и нижняя горизонтальные р+ (n+) области, образующие с пластиной p-n-переходы p-i-n-диода, при этом они соединены между собой вертикальной р+ (n+) кольцевой (замкнутой) областью, на верхней поверхности пластины также расположена n+ (р+) контактная область к пластине n- (р-) типа проводимости, на верхней и нижней поверхностях горизонтальных р+(n+) областях расположены соответственно слои верхнего и нижнего диэлектрика, содержащие контактные окна соответственно к n+(р+) контактной области и нижней горизонтальной р+ (n+) области, на поверхности верхнего и нижнего диэлектриков расположены соответственно верхний и нижний слои радиоактивного изотопа металла, образующие омические контакты соответственно с n+ (р+) контактной областью и нижней горизонтальной р+ (n+) областью, являющиеся электродами катода (анода) и анода (катода) соответственно p-i-n-диода, при этом верхняя горизонтальная р+ (n+) область образует со слоем изолирующего диэлектрика и электропроводящим электродом катода (анода) МОП структуру накопительного конденсатора.

Способом изготовления, состоящим в создании вертикальной кольцевой р+ (n+) области путем проведения первой фотолитографии, травлении в пластине глубокой кольцевой щели и диффузии в ее поверхность примеси р+ (n+) типа, создании верхней горизонтальной р+ (n+) области путем проведения второй фотолитографии по верхней поверхности пластины и имплантации акцепторной (донорной) примеси в ее верхнюю и нижнюю поверхность и последующего температурного отжига радиационных дефектов, формировании n+ (р+) контактной области путем проведения третьей фотолитографии по верхней поверхности пластины и имплантации в нее донорной (акцепторной) примеси и последующего температурного отжига радиационных дефектов, нанесении на верхнюю и нижнюю поверхность пластины слоев нижнего и верхнего слоев диэлектрика, проведении четвертой и пятой фотолитографий, вскрытии контактных окон соответственно к верхней n+ (р+) контактной области и нижней р+ (n+) области, осаждении нижнего и верхнего слоев радиоактивного изотопа металла на верхнюю и нижнюю поверхность пластины, а также резке пластины на чипы.

Изобретение поясняется приведенными чертежами:

Конструкция прототипа показана на фиг. 1, где а - структура, б - топология.

Здесь 1 - полупроводниковая пластина n (р) типа проводимости, 2 - n+ (р+) сильнолегированный контактный слой, 3 - р(n) область р-n-перехода, 4 - материал радиоактивного изотопа, 5 - диэлектрик (оксид кремния), 6 - электрод анода, 7 - электрод катода.

Конструкция преобразователя по изобретению показана фиг. 2, где а - структура, б - топология, в - эквивалентная электрическая схема.

В конструкции имеется полупроводниковая пластина n (р) типа проводимости - 1, на верхней и нижней поверхности которой расположены сильнолегированные соответственно верхняя - 8 и нижняя - 9 горизонтальные р+ (n+) области, к ним примыкает вертикальная р+ (n+) кольцевая область - 10, на верхней поверхности пластины также расположена n+(р+) контактная область - 11, на поверхности горизонтальных р+(n+) областей - 8 и 9 расположены соответственно слои верхнего - 12 и нижнего - 13 диэлектрика, на их поверхности расположены соответственно верхний - 14 и нижний - 15 слои радиоактивного изотопа - металла. При этом область катода - 14, верхняя горизонтальная область р+(n+) - 8 и область диэлектрика - 12 образуют накопительный МОП конденсатор.

Технология изготовления преобразователя по изобретению показана на фиг. 3 и состоит из следующей последовательности технологических операций:

а) - термическое окисление кремниевых пластин КЭФ 5 кΩ·см с ориентацией (100);

- проводят 1-ую фотолитографию и травление пластин по границам чипов;

- проводят формирование вертикального р+ слоя путем «глубокой» диффузии бора вплоть до смыкания верхнего и нижнего фронтов;

б) - проводят 2-ую фотолитографию и формируют ионным легированием бора дозой D=10 мкКл энергией Е=20 кэВ р+ верхнюю горизонтальную область и р+ нижнюю горизонтальную область;

в) - проводят 3-ую фотолитографию и формируют n+ контактный слой ионным легированием фосфора дозой D=300 мкКл с энергией Е=40 кэВ;

- проводят термический отжиг радиационных дефектов при температуре Т=900°С в течение t=40 минут;

г) - проводят термическое окисление поверхности пластин при температуре Т=860°С в течение 20 минут на толщину оксида SiO2=35 нм;

- проводят 4-ую и 5-ую фотолитографии контактных окон к верхней n+ контактной области и нижней горизонтальной р+ области;

д) - осаждают радиоактивный изотоп - 63Ni;

е) - режут пластины на чипы (кристаллы).

Пример практической реализации конструкции.

Предлагаемый преобразователь может быть реализован на пластинах кремния КЭФ 5 кΩ·см с ориентацией (100) по технологии, представленной на фиг. 3. При этом в качестве изотопного источника может быть выбран 63Ni, имеющий большой период времени полураспада (100,1 лет) и испускающий электронное излучение со средней энергией 17 кэВ и максимальной энергией 64 кэВ, практически безопасный для здоровья человека. Такая энергия электронов меньше энергии дефектообразования в кремнии (160 кэВ). При этом глубина поглощения в кремнии электронов со средней энергией 17 кэВ составляет примерно 3.0 мкм, а для 90% поглощения - 12 мкм. Данные размеры должны соответствовать глубинам залегания p-n-переходов и величине ОПЗ, что достигается на типовых кремниевых структурах. Следует, отметить, что в качестве радиоактивного изотопа могут быть использованы иные материалы, например, твердотельный источник трития и т.д.

По данной технологии изготовлены на кремниевых кристаллах площадью 1 см2 тестовые образцы бета-батареек с параметрами, лучшими, чем у известных аналогов. При активности источника 63Ni 2,7 мКи, получено значение напряжения холостого хода (Uxx) более 0,1 В и тока короткого (Iкз) замыкания более 25 нА.

По разработанной технологии были получены планарные односторонние макеты преобразователя с характеристиками, приведенными в таблице 1.

На образцах 1, 2 присутствовал тонкий слой Al (400 ангстрем) над рабочей р-областью, образцы 3, 4 имели контакт только на периферии рабочей области.

На образцах 2 и 4 применялся геттерирующий отжиг с охлаждением с 900°С до 600°С со скоростью 1°С/мин.

Типичная ВАХ под облучением радиоизотопа Ni-63 с активностью 2,7 мКи представлена на фиг 4.

Принцип действия преобразователя основан на ионизации полупроводникового материала, например кремния, бета-излучением изотопов (никеля, стронция, кобальта и т.д.). Образующиеся при этом электронно-дырочные пары разделяются полем p-n-перехода в области пространственного заряда (ОПЗ) и создают разность потенциалов на р+ и n+ областях преобразователя (бета-гальваническую ЭДС). При этом часть электронно-дырочных пар может быть собрана полем р-n перехода также в квазинейтральной области (КНО) на расстоянии, равном диффузионной длине носителя заряда. Генерируемый p-n-переходами ионизационный заряд собирается накопительным МОП конденсатором.

Технические преимущества изобретения

- конструкция бета-батарейки позволяет получить практически в два раза большую мощность, по сравнению с обычным p-i-n диодом (размеры n+ контактной области много меньше размеров р+ горизонтальных областей и ее вкладом можно пренебречь);

- при этом генерируемая энергия накапливается внутри бета-батарейки, что во многих случаях исключает необходимость применения внешних аккумуляторов и конденсаторов;

- при производстве бета-батарейки преобразователя ионизирующих излучений используется микроэлектронная технология;

- конструкция «высоковольтной» батареи собирается из элементарных батареек путем их склеивания электропроводящим клеем (фиг. 5, а - сборка (разрез структуры), фиг. 5, б - электрическая схема «высоковольтной» батареи);

- современные технологии изготовления пластин позволяют провести утонение пластин кремния до оптимальных размеров Н=40 мкм, соответствующих глубине поглощения бета-излучения в кремнии, что позволяет получать максимальную мощность излучения и, соответственно, ЭДС на единицу объема (веса) преобразователя;

- такой источник ЭДС обеспечит прямую зарядку (конденсатора) аккумулятора при отсутствии солнечных батарей при минимальном ее весе и размерах, что важно, например, для применения в беспилотных летательных аппаратах, взрывоопасных помещениях - шахтах, ночных индикаторах, расположенных в труднодоступных местах, электростимуляторах сердца и т.д.;

- важным обстоятельством является также то, что срок службы такого преобразователя определяется периодом полураспада радиоактивного материала, который для 63Ni составляет 100,1 лет, что более чем достаточно в большинстве применений.

1. Конструкция планарного преобразователя ионизирующих излучений, содержащая слаболегированную полупроводниковую пластину n (p) типа проводимости, в которой расположена сильнолегированная n+ (p+) область, на поверхности которой расположен электропроводящий электрод катода (анода), на верхней поверхности пластины расположена сильнолегированная p+ (n+) область, образующая с полупроводниковой пластиной p-n-переход, на поверхности p+ (n+) области расположен слой изолирующего диэлектрика и электропроводящий электрод анода (катода), являющийся радиоактивным изотопом, отличающаяся тем, что на верхней и нижней поверхностях слаболегированной полупроводниковой пластины n- (p-) типа проводимости расположены сильнолегированные соответственно верхняя и нижняя горизонтальные p+ (n+) области, образующие с пластиной p-n-переходы p-i-n-диода, при этом они соединены между собой вертикальной р+ (n+) кольцевой областью, при этом верхняя горизонтальная p+ (n+) область образует со слоем изолирующего диэлектрика и электропроводящим электродом катода (анода) МОП структуру накопительного конденсатора, на верхней поверхности пластины также расположена n+ (p+) контактная область к пластине n- (p-) типа проводимости, на верхней и нижней поверхности горизонтальных p+ (n+) областей расположены соответственно слои верхнего и нижнего диэлектрика, содержащие контактные окна соответственно к n+ (p+) контактной области и нижней горизонтальной p+ (n+) области, на поверхности верхнего и нижнего диэлектриков расположены соответственно верхний и нижний слои радиоактивного изотопа - металла, образующие омические контакты соответственно с n+ (p+) контактной областью и нижней горизонтальной p+ (n+) областью, являющиеся электродами катода(анода) и анода (катода) соответственно p-i-n-диода.

2. Способ изготовления по п. 1, состоящий в формировании на поверхности полупроводниковой подложки n (p) типа проводимости слоев n+ (p+) типа и p+ (n+) типа проводимости, осаждении на поверхность слоя n+ (p+) типа проводимости радиоактивного изотопа никеля и формировании электрода катода (анода), образующего с этой областью омический контакт, осаждении на поверхность слоя p+ (n+) типа проводимости радиоактивного изотопа никеля и формировании электрода анода (катода), образующего с этой областью омический контакт, отличающийся тем, что формируют вертикальную кольцевую p+ (n+) область путем проведения первой фотолитографии, последующим травлением в пластине глубокой кольцевой щели и диффузией в ее поверхность примеси p+ (n+) типа, созданием верхней горизонтальной p+ (n+) области путем проведения второй фотолитографии по верхней поверхности пластины и имплантации акцепторной (донорной) примеси в ее верхнюю и нижнюю поверхность и последующего температурного отжига радиационных дефектов, формированием n+ (p+) контактной области путем проведения третьей фотолитографии по верхней поверхности пластины и имплантации в нее донорной (акцепторной) примеси и последующего температурного отжига радиационных дефектов, нанесением на верхнюю и нижнюю поверхность пластины нижнего и верхнего слоев диэлектрика, проведением четвертой и пятой фотолитографий и вскрытием контактных окон соответственно к верхней n+ (p+) контактной области и нижней p+ (n+) области, осаждением нижнего и верхнего слоев радиоактивного изотопа - металла на верхнюю и нижнюю поверхность пластины, резкой пластины на чипы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к солнечной энергетике и может быть использовано в электронной промышленности для преобразования световой энергии в электрическую. Способ изготовления многопереходного солнечного элемента согласно изобретению включает последовательное формирование субэлемента из Ge с p-n переходом, первого туннельного диода, субэлемента Ga(In)As с p-n переходом, второго туннельного диода, субэлемента из GaInP с p-n переходом и контактного слоя из GaAs, нанесение тыльного омического контакта р-типа на тыльную сторону субэлемента из Ge и нанесение через первую маску первого омического контакта n-типа на контактный слой GaAs, удаление химическим травлением через вторую маску участков контактного слоя из GaAs, где отсутствует первый омический контакт, и нанесение на эти участки просветляющего покрытия, создание ступенчатой разделительной мезы путем травления через третью маску контактного слоя из GaAs и субэлемента из GaInP на глубину 0,2-0,4 мкм, осаждения через третью маску первого пассивирующего покрытия, вскрытия через четвертую маску первых окон в первом пассивирующем покрытии, осаждения второго омического контакта p-типа на вскрытые первые окна, травления через пятую маску, закрывающую второй омический контакт, субэлемента из GaInP и субэлемента из Ga(In)As до субэлемента из Ge, осаждения через пятую маску второго пассивирующего покрытия, вскрытия через шестую маску вторых окон во втором пассивирующем покрытии, осаждения третьего омического контакта n-типа на вскрытые вторые окна, травления через седьмую маску, закрывающую третий омический контакт, субэлемента из Ge на глубину 2-10 мкм и осаждения через седьмую маску третьего пассивирующего покрытия.
Изобретение относится к солнечной энергетике. Способ формирования активной n- области солнечных элементов включает процесс образования фосфоросиликатного стекла на поверхности полупроводниковой пластины из газовой фазы, при этом в качестве источника диффузанта используется жидкий источник оксихлорид фосфора (POCl3) при следующем соотношении компонентов: азот N2=280 л/ч, кислород O2=300 л/ч, кислород O2=15 л/ч, азот через питатель N2=14 л/ч.

Изобретение относится к технологии обработки поверхности полупроводниковых пластин, в частности к процессам очистки поверхности пластин между технологическими операциями, для изготовления солнечных элементов.
Изобретение относится к технологии изготовления солнечных элементов. Способ согласно изобретению заключается в том, что на поверхности подложки формируют тонкий слой пленки диоксида кремния за счет горения водорода и сухого кислорода в среде азота при расходе газов: N2=450 л/ч; H2=75 л/ч; O2=750±50 л/ч.

Изобретение относится к радиографии, в частности к системам цифрового изображения в рентгеновских и гамма-лучах с помощью многоканальных полупроводниковых детекторов на основе полуизолирующего арсенида галлия.

Изобретение относится к конструкции матричных полупроводниковых фотоприемников и может использоваться для создания многоэлементных фотоприемников различного назначения.

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.

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.

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.
Изобретение относится к солнечной энергетике. Способ формирования активной p+-области солнечных элементов включает процесс диффузии бора с применением жидкого источника - треххлористого бора (BCl3).

Изобретение относится к полупроводниковым координатным детекторам ионизирующих частиц. В емкостной МОП диодной ячейке фотоприемника-детектора излучений применена новая электрическая схема, в которой используются усилительный обогащенный p-МОП транзистор, конденсатор, p-i-n-диод, поликремниевые резисторы, дополнительные p-МОП и n-МОП транзисторы и оригинальной конструкции ячейки координатного фотоприемника-детектора.

Изобретение относится к полупроводниковым координатным детекторам радиационных частиц. Изобретение обеспечивает повышение эффективности регистрации оптических и глубоко проникающих излучений и повышение быстродействия детектора излучений.

Изобретение относится к области преобразователей энергии оптических и радиационных излучений в электрическую энергию (э.д.с). Согласно изобретению предложен кремниевый монокристаллический многопереходный фотоэлектрический преобразователь оптических и радиационных излучений, содержащий диодные ячейки с расположенными в них перпендикулярно горизонтальной светопринимающей поверхности вертикальными одиночными n+-p--p+(p+-n--n+) переходами и расположенными в диодных ячейках параллельно к светопринимающей поверхности горизонтальными n+-p-(p+-n-) переходами, причем все переходы соединены в единую конструкцию металлическими катодными и анодными электродами, расположенными соответственно на поверхности областей n+(p+) типа вертикальных одиночных n+-p--p+(p+-n--n+) переходов, при этом он содержит в диодных ячейках дополнительные вертикальные n+-p-(p+-n-) переходы, причем их области n+(p+) типа подсоединены соответственно областями n+(p+) типа n+-p-(p+-n-) горизонтальных переходов к областям - n+(p+) типа вертикальных одиночных n+-p--p+(p+-n--n+) переходов, при этом на его нижней и боковых поверхностях расположен слой диэлектрика толщиной менее длины пробега радиационных частиц в диэлектрике, на поверхности которого размещен слой радиоактивного металла толщиной, равной длине пробега электронов в металле, при этом расстояние между электродами диодных ячеек не превышает 2-х длин пробега радиационных частиц.

Изобретение относится к области полупроводниковых оптоэлектронных устройств, в частности к фотодетекторам с высокой эффективностью регистрации света. Ячейка для фотоэлектронного умножителя на основе кремния согласно изобретению содержит первый слой (2) первого типа проводимости, второй слой (3) второго типа проводимости, сформированный на первом слое (2), причем первый слой (2) и второй слой (3) формируют первый p-n-переход.

Изобретение может найти применение для регистрации излучений в ядерной физике, в физике высоких энергий, а также при создании цифровых рентгеновских аппаратов, преимущественно маммографов.

Изобретение относится к полупроводниковым координатным детекторам радиационных частиц. МОП диодная ячейка монолитного детектора излучений содержит МОП транзистор, шину высокого положительного (отрицательного) напряжения питания и выходную шину, при этом для повышения качества детектирования, т.е.

Изобретение относится к области детектирования ионизирующих излучений с использованием полупроводниковых устройств и может быть использовано в научно-исследовательском оборудовании и средствах радиационной защиты.

Изобретение относится к полупроводниковым координатным детекторам радиационных частиц. .

Изобретение относится к полупроводниковым координатным детекторам радиационных частиц. .

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение для измерения основных параметров нейтронных потоков. .

Изобретение может быть использовано в медицине, кристаллографии, ядерной физике и т.д. Гибридный пиксельный фотоприемник согласно изобретению содержит первую - кремниевую подложку, на верхней (нижней) поверхности которой расположена интегральная СБИС - микросхема, включающая матрицу пикселей с КМОП электронными схемами считывания и обработки электрических сигналов, при этом на поверхности пикселей расположены контактные электроды и она содержит вторую полупроводниковую подложку n-(p-) типа проводимости, содержащую на своей верхней (нижней) поверхности сильно легированный n+(p+) слой с расположенным на нем металлическим общим катодным (анодным) электродом, а на ее нижней (верхней) поверхности расположена матрица пикселей p-i-n-диодов, которые через контактные электроды соединены с соответствующими пикселями матрицы первой кремниевой подложки, расположенной на нижней (верхней) поверхности второй подложки, при этом вторая подложка одного n-(p-) типа проводимости является общей - анодной (катодной) областью и она образует с полупроводниковыми контактными электродами p+(n+) типа проводимости, являющимися одновременно катодными (анодными) электродами, матрицу p-i-n-диодов. Изобретение обеспечивает повышение координатной разрешающей способности. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-10-10 2016-10-10T09:29:32
Наверх