Способ определения концентрации донорного фона в структурах cdxhg1-xte



Способ определения концентрации донорного фона в структурах cdxhg1-xte
Способ определения концентрации донорного фона в структурах cdxhg1-xte
Способ определения концентрации донорного фона в структурах cdxhg1-xte
Способ определения концентрации донорного фона в структурах cdxhg1-xte
Способ определения концентрации донорного фона в структурах cdxhg1-xte

 


Владельцы патента RU 2609222:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) (RU)

Способ определения концентрации донорного фона в CdxHg1-xTe принадлежит к характеризации материалов и структур оптоэлектроники, точнее к твердым растворам CdxHg1-xTe – основному материалу для изготовления фотодиодов инфракрасного диапазона спектра. Технический результат – создание метода определения концентрации донорного фона в CdxHg1-xTe, который учитывает существование сильной релаксации электрических параметров образцов после прекращения ионного травления. В способ определения концентрации донорного фона в структурах CdxHg1-xTe, включающий ионное травление структур однородного вакансионно-легированного CdxHg1-xTe р-типа проводимости ионами Ar+ c энергиями 100-2000 эВ и измерение концентрации электронов при 77 К, вводятся дополнительные требования о том, что ионное травление проводится в CdxHg1-xTe с составом х=0-0,4 с модификацией свойств материала на глубину не менее 5 мкм, а концентрацию электронов определяют в основном объеме конвертированного n-слоя из измерений и анализа полевых зависимостей коэффициента Холла и проводимости при 77 К после релаксации электрических параметров структуры в течение 103-105 мин при температуре хранения 350-300 К. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

 

Изобретение принадлежит к характеризации материалов и структур оптоэлектроники, точнее к твердым растворам CdxHg1-xTe - основному материалу для изготовления фотодиодов инфракрасного диапазона спектра. Концентрация донорного фона в CdxHg1-xTe является одной из важнейших характеристик материала и определяется концентрацией неконтролированных донорных примесей и собственных донорных дефектов и (или) концентрацией специально введенных донорных примесей. Кроме того, данный материал, как правило, содержит как неконтролируемые примеси и дефекты акцепторного типа, так и специально введенные акцепторные примеси. Они являются причиной компенсации донорного фона и не позволяют достоверно определить концентрацию донорного фона. Поэтому на практике за концентрацию донорного фона принимают концентрацию электронов в материале с низким уровнем компенсации, измеренную при 77 К. Современное состояние технологии роста CdxHg1-xTe (жидкофазная эпитаксия, молекулярно-лучевая эпитаксия, эпитаксия из паров металлоорганических соединений) обеспечивает получение материала с уровнем неконтролированного донорного фона порядка 1014-1015 см-3, который ниже чувствительности прямых методов исследования (например, вторичной ионной масспектроскопии), которые к тому же нечувствительны к концентрации собственных донорных дефектов.

Известен способ определения концентрации носителей заряда в материале n-типа или р-типа проводимости по значению и знаку коэффициента Холла при 77 К, которые получают из результатов измерения эффекта Холла [1]. Проявлением эффекта Холла являются ЭДС или ток Холла, направленные перпендикулярно скрещенным электрическому и магнитному полям, в которые помещается образец. Как правило, измерения проводятся в режиме ЭДС Холла. Более информативным, однако, является и измерение зависимости коэффициента Холла и проводимости от напряженности магнитного поля, в которое помещен образец. Для однослойных структур с одним типом носителей полевые зависимости являются плоскими и различаются по значению, которое определяется величиной концентрации носителей заряда, и по знаку, который определяется типом проводимости. Для структур с двумя и более типами носителей или двухслойных структур, которые содержат слои n-типа и р-типа проводимости, полевые зависимости коэффициента Холла носят сложный характер (характеризуются наличием перегибов или сменой знака) при некоторой величине магнитного поля, которая зависит от соотношения концентраций и подвижностей носителей (для однородного материала) или толщины областей n-типа и р-типа проводимости. Для их анализа и определения концентраций и подвижностей носителей разного типа применяют специальные методы (двухзонной проводимости, спектров подвижности и его модификации). Именно такая ситуация характерна для структур CdxHg1-xTe, где даже в однородном материале, например р-типа, вклад в проводимость дают минимум три типа носителей.

При использовании послойного химического травления можно получить распределение концентрации носителей заряда по толщине структуры с определенным шагом. В этом случае может быть явно определена глубина области залегания р-n перехода.

Известен способ конверсии типа проводимости и определения концентрации донорного фона в материале вакансионно-легированного р-типа проводимости, описанный в [2], когда за счет термического отжига в парах ртути он переводится в материал n-типа проводимости в результате аннигиляции атомов междоузельной ртути с вакансиями ртути, которые обусловливали р-тип проводимости. Поскольку конверсия типа проводимости в этом методе связана с диффузией атомов ртути из парового источника Hg в образец, этот метод характеризуется низким эффективным коэффициентом диффузии междоузельных атомов ртути.

Различные аспекты процесса конверсии типа проводимости при отжиге, а также технологические параметры процесса отжига рассматривались в [3]. Параметры процесса могут существенно различаться и зависят от характеристик образца и метода его выращивания. Вакансионно-легированный образец р-типа проводимости помещается в атмосферу паров ртути и отжигается при температуре от 180°С до 350°С. В результате в объеме структуры, прилегающей к поверхности, через которую происходит диффузия атомов ртути, происходит конверсия типа проводимости и образуется граница раздела типов проводимости - р-n-переход. Глубина залегания р-n-перехода d - пропорциональная , где t - время отжига при постоянной температуре и давлении паров ртути PHg.

После проведения конверсии типа проводимости концентрация донорного фона определяется аналогично тому, как это делается для материала исходного n-типа, то есть по результатам измерения эффекта Холла.

Основным недостатком данного метода является то, что он не учитывает наличие в материале компенсации доноров за счет присутствия неконтролируемых и/или специально введенных акцепторов (примесных и собственных) и, следовательно, в результате измерений дает фактические значения концентрации свободных электронов, а не концентрацию доноров, т.е. понижает степень компенсации только за счет аннигиляции вакансий ртути, и то не полностью, а лишь до равновесной концентрации при температуре отжига. Среди недостатков метода также можно выделить следующие: сложность технологии отжига, наличие запаянной ампулы с парами ртути; повышенная температура отжига, высокая продолжительность процесса отжига, слабая контролируемость процесса; применимость только для вакансионно-легированного материала р-типа проводимости.

Также известен способ конверсии типа проводимости и определения концентрации донорного фона в материале вакансионно-легированного р-типа проводимости, описанный в [4] и связанный с термическим отжигом анодного оксида. Конверсия типа проводимости в данном случае, как и при отжиге в парах ртути, обусловлена диффузией междоузельных атомов ртути из источника, формируемого при анодировании на границе анодный оксид - CdxHg1-xTe, и рекомбинацией их с собственными акцепторами - катионными вакансиями.

Получение анодного оксида осуществляется путем помещения структуры на основе вакансионно-легированного p-CdxHg1-xTe в электролит в гальваностатическом режиме. Граница раздела анодный оксид - CdxHg1-xTe является многофазной и содержит металлическую ртуть. Именно эта элементарная ртуть становится тем источником, из которого происходит диффузия междоузельной ртути, которая служит причиной конверсии типа проводимости и возникновения слоя n-типа в структурах анодный оксид - p-CdxHg1-xTe при термическом отжиге. Состав электролита, время нахождения образца в гальваностатическом режиме, температура и время отжига, а также среда, в которой проводится отжиг, могут быть различными. В процессе отжига на поверхности полупроводника образуется конвертированный слой n-типа проводимости. Параметры отжига, а также характеристики материала структуры будут определять глубину залегания конвертированного слоя [5].

После проведения отжига анодный оксид химически удаляется. Концентрация донорного фона определяется аналогично тому, как это делается для материала исходного n-типа, то есть по результатам измерения эффекта Холла.

Одним из недостатков метода является сложность его технологической реализации: в методе применяется достаточно высокая температура (400-470 К) в течение продолжительного времени (до нескольких часов), необходимость создания анодного оксида на поверхности и последующего его удаления. Поскольку физический механизм осуществления конверсии типа проводимости в случае отжига анодного оксида такой же, как и при отжиге структуры в парах ртути, данному методу присущ такой же недостаток - данный метод применим только для вакансионно-легированного материала р-типа проводимости и он не учитывает наличие в материале компенсации доноров за счет присутствия неконтролированных и/или специально введенных акцепторов.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является способ изготовления фотодиодов на основе вакансионно-легированного CdxHg1-xTe р-типа проводимости. В способе-прототипе конверсия типа проводимости, т.е. формирование областей n-типа проводимости, осуществляется с помощью ионного травления ионами Ar+ [6]. При этом применяется промышленно производимое оборудование для ионного травления.

Энергии ионов аргона во время бомбардировки поверхности структуры имеют значения менее 3 кэВ, а плотность тока ионов составляет величины до 1,5 мА/см2, что соответствует потоку порядка 1016 ионов в секунду на 1 см2 образца. При этом глубина залегания получаемого таким способом р-n-перехода составляла величину, во много раз превышавшую глубину проникновения ионов в облучаемый материал (сотни микрометров).

В результате бомбардировки поверхности структуры пучком ионов происходит стравливание верхнего слоя структуры и формирование в приповерхностной области источника диффузии междоузельной ртути с чрезвычайно высокой неравновесной концентрацией (порядка 1014 см-3, против 107 см-3 равновесной концентрации при комнатной температуре). Такая высокая концентрация междоузельной ртути обеспечивает высокие скорости продвижения фронта конверсии в глубину структуры, где она заполняет вакансии ртути, меняя тип проводимости структуры на n-тип и, тем самым, создавая конвертированный слой и р-n-переход.

Ввиду чрезвычайно высоких значений эффективного коэффициента диффузии ртути при ионном травлении обеспечивается малая продолжительность процесса (~1-10 мин), низкие токи ионов (~1 мА), а также комнатная температура обработки. Кроме того, высокая концентрация междоузельной ртути обеспечивает полную аннигиляцию вакансий ртути в области диффузии, в отличие от отжига в парах ртути и анодного оксида. Данный метод имеет относительную простоту реализации по сравнению с термическим отжигом в парах ртути, отжигом анодного оксида и ионной имплантацией.

К недостаткам способа-прототипа относится то, что в нем не учитывалась возможность конверсии типа проводимости в легированном акцепторными примесями I и V группы (Cu, Ag, Au, As, Sb) таблицы Менделеева p-CdxHg1-xTe, и таким образом не учитывается снижение компенсации по неконтролируемым и/или специально введенным акцепторам. Также он не учитывает возможность модификации свойств (снижения степени компенсации) в исходных образцах n-типа проводимости. Самым существенным недостатком прототипа является то, что он не учитывал существование сильной релаксации электрических параметров образцов после прекращения ионного травления, и, таким образом, измеряемая концентрация электронов была неоднозначной, а зависела от времени измерения после ионного травления. Кроме того, в прототипе не учитывался факт отсутствия глубинной модификации свойств в CdxHg1-xTe с составом х≥0,4 и возможность использования структур с поверхностными градиентными защитными слоями CdyHg1-yTe, в которых состав увеличивается на поверхности до значения у≤0,5. Отметим, что выделенные недостатки прототипа обусловлены ограниченными знаниями о процессах, происходящих в CdxHg1-xTe при ионном травлении, существовавших на момент подачи патента-прототипа.

Задача, на достижение которой направлено изобретение, - создание способа определения концентрации донорного фона в CdxHg1-xTe р- и n-типа проводимости путем модификации свойств материала CdxHg1-xTe ионным травлением и определение концентрации донорного фона в материале, содержащем неконтролируемые и специально введенные доноры и акцепторы.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном способе определения концентрации донорного фона в CdxHg1-xTe р-типа проводимости согласно предлагаемому изобретению сначала проводят модификацию свойств исходного материала структуры CdxHg1-xTe с составом х=0-0,4 ионным травлением ионами Ar с энергиями 100-2000 эВ с модификацией свойств материала на глубину не менее 5 мкм, а определение концентрации электронов в основном объеме конвертированного n-слоя осуществляют с помощью анализа измеренных полевых зависимостей коэффициента Холла и проводимости при 77 К после релаксации электрических параметров структуры в течение 103-105 мин при температуре хранения 350-300 К.

В частном случае используется CdxHg1-xTe р-типа проводимости, легированный акцепторными примесями I и V группы (Cu, Ag, Au, As, Sb) таблицы Менделеева.

В частном случае используются структуры CdxHg1-xTe, содержащие варизонные защитные поверхностные слои толщиной 0,1-1 мкм с составом на поверхности х=0,20-0,50.

Обоснование предложенного способа определения концентрации донорного фона в CdxHg1-xTe базируется на анализе основных закономерностей модификации свойств CdxHg1-xTe в процессе ионного травления.

1. Формирование в процессе ионного травления источника диффузии междоузельной ртути с чрезвычайно высокой неравновесной концентрацией (порядка [HgI] ~1014 см-3), что наряду с ее большой подвижностью даже при комнатной температуре предопределяет ее чрезвычайно высокую реакционную способность.

2. Полная аннигиляция вакансий ртути (собственных акцепторов) в материале и формирование донорных центров и комплексов междоузельной ртути с разными акцепторными примесями (например, акцепторные примеси I и V группы - Cu, Ag, Au, As, Sb и др.), структурными дефектами, в том числе электрически нейтральными (например, нанокомплексы Те).

3. Образованные в процессе ионного травления донорные центры и комплексы являются нестабильными и распадаются после прекращения ионного травления, что приводит к временной релаксации электрических параметров модифицированного слоя CdxHg1-xTe даже при хранении при комнатной температуре. При этом распад донорных комплексов и центров идет через образование нейтральных комплексов.

4. Закон релаксации концентрации электронов от времени выдержки после ионного травления при распаде донорных комплексов и центров является экспоненциальным, характеристические времена релаксации определяются типом примеси или дефекта и зависят от температуры, при которой происходит релаксация.

6. Значение начальной концентрации электронов в модифицированном n-слое непосредственно после ионного травления определяется суммой концентраций донорного фона (неконтролированных доноров, собственных донорных дефектов, специально введенных донорных примесей) и донорных комплексов и центров, образованных в процессе ионного травления междоузельной ртутью с примесными акцепторами и нейтральными структурными дефектами.

7. Значение концентрации электронов в модифицированном n-слое после релаксации комплексов и центров определяется суммой концентраций неконтролированных доноров, собственных донорных дефектов и (или) специально введенных донорных примесей и характеризует, таким образом, концентрацию донорного фона. При этом в модифицированном n-слое существенно снимается компенсация и по вакансиям ртути, и по неконтролированным акцепторным примесям.

8. В однородном p(n)-CdxHg1-xTe глубина конверсии (модификации) зависит от состава и температуры твердого раствора и уменьшается при увеличении состава и уменьшении температуры. Главным фактором, определяющим эти зависимости, является внутреннее электрическое поле р-n-перехода, образованного на границе раздела обедненного по ртути поверхностного дефектного слоя (который содержит ~2⋅1017 см-3 некомпенсированных вакансий ртути) и конвертированного (модифицированного) n-слоя, которое частично препятствует проникновению междоузельной ртути в кристалл. Величина электрического поля р-n-перехода возрастает при увеличении состава твердого раствора и уменьшении температуры образца, что приводит к уменьшению глубины конверсии (модификации).

9. В структурах p(x)-CdxHg1-xTe с широкозонным защитным градиентным (по составу от у≈0,5 до у=х) слоем CdyHg1-yTe толщиной ~0,1-1 мкм глубина конверсии в активном слое CdxHg1-xTe при ионном травлении является меньшей, чем для однородного материала состава х, и большей, чем в однородном CdxHg1-xTe большего состава с х≈у (при остальных идентичных условиях). Основным фактором, который определяет зависимость глубины конверсии от параметров структур и режимов ионного травления является суммарное электрическое поле р-n перехода и области варизонного защитного слоя. Поле защитного широкозонного слоя ослабляет поле р-n-перехода и усиливает поток междоузельной ртути из источника в объем.

На фиг. 1 изображена структура CdxHg1-xTe после проведения ионного травления.

На фиг. 2 показаны временные зависимости концентрации электронов при 77 К для образцов №1, №2, №3, №4 и №5 после ионного травления в процессе релаксации при комнатной температуре.

На фиг. 3 показаны временные зависимости концентрации электронов при 77 К для образцов №3 и №3а, №6 и №6а, №7 и №7а после ионного травления в процессе релаксации при комнатной температуре.

На фиг. 1 обозначено: 1 - подложка, изготовленная из GaAs с нанесенными слоями ZnTe и CdTe; либо изготовленная Si с нанесенными слоями ZnTe и CdTe; либо изготовленная из ZnCdTe с нанесенными слоями ZnTe и CdTe; либо изготовленная из Al2O3 с нанесенным слоем CdTe; либо изготовленная ZnCdTe с нанесенным слоем CdTe; либо изготовленная из CdTe; 2 - нижний варизонный слой из CdxHg1-xTe; 3 - рабочий слой из CdxHg1-xTe с заданным составом х; 4 - граница р-n-конверсии; 5 - n-область модифицированная при ионном травлении; 6 - верхний варизонный слой из CdxHg1-xTe.

Предложенный способ может быть использован для определения концентрации донорного фона в структурах CdxHg1-xTe с различным уровнем легирования n-тип проводимости.

На фиг. 2 приведены временные зависимости концентрации электронов при 77 К для разных образцов эпитаксиальных пленок CdxHg1-xTe n-типа проводимости (номинально нелегированного, 1) и специально легированных донорной примесью In до различных концентраций (2-5), полученных методом молекулярно-лучевой эпитаксии, после ионного травления (ИТ) при хранении образцов при комнатной температуре. Как видно из табл. 1, после релаксации в образце 1 концентрация электронов (концентрация донорного фона согласно предложенному способу), определяется суммарной концентрацией неконтролируемых доноров и собственных донорных дефектов и равняется n=2.5⋅1015 см-3, что значительно превышает исходную концентрацию электронов n=7.6⋅1013 см-3, и таким образом, свидетельствует, что исходный образец №1 был компенсирован. Аналогичный вывод можно сделать и для образца №2, который был слабо легированный In (~5⋅1014 см-3). Приблизительно на такую же величину (2.5⋅1015 см-3) наблюдается более высокая концентрация электронов в образцах №3 и №4, легированных In до к концентраций ~2⋅1015 см-3 и ~2⋅1016 см-3, соответственно.

Поэтому в этом случае концентрация донорного фона для данных образцов равняется суммарной концентрации неконтролированных донорных примесей и собственных донороных дефектов и легирующей донорной примеси (~2⋅1015 см-3 и ~1.2⋅1016 см-3, соответственно).

Для образца №5 с высоким уровнем легирования In (~1.1⋅1017 см-3) концентрация электронов после релаксации (концентрация донорного фона) отвечает концентрации введенной примеси In, поскольку концентрация неконтролированных доноров и собственных донорных дефектов является на два порядка меньшей.

В таблице 1 введены следующие обозначения: n(77 К) и μn(77 К) - концентрация и подвижность электронов соответственно при 77 К.

На фиг. 3 приведены временные зависимости концентрации электронов при 77 К для разных образцов CdxHg1-xTe n- и вакансионно-легированных р-типа проводимости, полученных методом молекулярно-лучевой эпитаксии на подложках GaAs (№3, №3а) и Si (№6, №6а, №7, №7а). Были исследованы три пары образцов n- и р-типа проводимости разного состава х активного слоя: №3, №6, №7 - исходные n-типа проводимости; №3а, №6а, №7а - аналогичные вакансионно-легированные р-типа проводимости (после предварительного термического отжига в атмосфере гелия при температуре 220-240°С в течение 10-20 часов). Образцы №3, №3а (ха=0.219, см. пример 1) были легированы донорной примесью In до концентрации ~2.1⋅1015 см-3; образцы №6, №6а (ха=0.228), №7, 7а (ха=0.29) были номинально нелегированными.

Как видно из фиг. 3 и табл. 2, после модификации образцов ионным травлением и релаксации для каждой пары образцов концентрации электронов, которые определяют концентрацию донорного фона в образцах, являются приблизительно равными. Для образцов №3, №3а (пример 1) эта концентрация определяется суммарной концентрацией легирующей примеси In (~2.1⋅1015 см-3) и неконролированных донорных примесей и собственных дефектов в данных образцах (~2.5⋅1015 см-3) и равняется ~4.6⋅1015 см-3. Образцы №6, №6а, №7, №7а были номинально не легированы. Поэтому концентрация электронов после релаксации определяет концентрацию донорного фона (в этом случае концентрацию неконтролированных донорных примесей и собственных донорных дефектов) согласно предложенному способу и для данных образцов составляет ~3⋅1014 см-3, тогда как, например, для образца №7 исходная концентрация электронов (концентрация донорного фона с компенсацией акцепторами) составляла 4.4⋅1013 см-3, а после снятия компенсации предлагаемым способом составляет 2.7⋅1014 см-3.

Таким образом, предложенный способ определения концентрации донорного фона в CdxHg1-xTe с использованием модификации образцов ионным травлением и исследованием релаксации их электрических параметров в процессе хранения при комнатной температуре позволяет получать корректные значения остаточной концентрации доноров в образцах и n- и р-типа проводимости и оценить уровень компенсации.

Источники информации

1. Кучис Е.В. Гальваномагнитные эффекты и методы их исследования. – М.: Радио и связь, 1990. - 264 с.

2. Shaw D. In "Properties of narrow gap cadmium-based compounds", ed. By Capper P., London: INSPEC, IEE. - 1994. - P. 113-180.

3. Capper P., Maxey C.D., C.L. Jones C.L., J.E. Gower J.E., E.S. O'Keefe E.S., Shaw D. Low Temperature Thermal Annealing Effects in Bulk and Epitaxial CdxHg1-xTe // Journal of Electronic Materials. - 1999. - Vol. 28, No 6. - P. 637-648.

4. Пат. 4318217 США, МКИ H01L 31/18. Method of manufacturing an infra-red detector device: Пат. 4318217 США, МКИ H01L 31/18 / M.D. Jenner, M.V. Blackman (Великобритания); U.S. Philips Corporation. - №178645; Заявл. 15.08.1980; Опубл. 09.03.1982; НКИ 29/572. - 12 с.

5. Brogowski P., Piotrowski J. The p-to-n conversion of HgCdTe, HgZnTe and HgMnTe by anodic oxidation and subsequent heat treatment // Semicond. Sci. Technol. - 1990. - Vol. 5, №3. - P. 530-536.

6. Wotherspoon J.T.M., Патент США №4.411.732 от 25.10.1983, МКП H01L 21/306.

1. Способ определения концентрации донорного фона в структурах CdxHg1-xTe, включающий ионное травление структур однородного вакансионно-легированного CdxHg1-xTe р-типа проводимости ионами Ar с энергиями 100-2000 эВ и измерение концентрации электронов при 77 К, отличающийся тем, что ионное травление проводят в CdxHg1-xTe с составом х=0-0,4, с модификацией свойств материала на глубину не менее 5 мкм, а концентрацию электронов определяют в основном объеме конвертированного n-слоя из измерений и анализа полевых зависимостей коэффициента Холла и проводимости при 77 К после релаксации электрических параметров структуры в течение 103-105 мин при температуре хранения 350-300 К.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используется CdxHg1-xTe р-типа проводимости, легированный акцепторными примесями I и V групп (Cu, Ag, Au, As, Sb) таблицы Менделеева.

3. Способ по любому из пп. 1-2, отличающийся тем, что используются структуры CdxHg1-xTe, содержащие варизонные защитные поверхностные слои толщиной 0,1-1 мкм с составом на поверхности в диапазоне х=0,20-0,60.



 

Похожие патенты:

Светочувствительное устройство с множественной глубиной резкости содержит два светочувствительных пиксельных слоя. Причем различные светочувствительные пиксельные слои обнаруживают световые сигналы с различными цветами.

Настоящее изобретение относится к области преобразователей энергии радиационных излучений в электрическую энергию и может быть также использовано в взрывоопасных помещениях - шахтах, в беспилотных летательных аппаратах, ночных индикаторах и сенсорах, расположенных в труднодоступных местах и т.д.

Настоящее изобретение относится к области преобразователей энергии оптических и радиационных излучений в электрическую энергию и может быть использовано во взрывоопасных помещениях - шахтах, в беспилотных летательных аппаратах, ночных индикаторах, сенсорах, расположенных в труднодоступных местах, и т.д.

Изобретение относится к области многопереходных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), применяемых для солнечных батарей и фотоприемников космического и иного назначения.

Бета-вольтаический полупроводниковый генератор электроэнергии, содержащий полупроводниковую пластину с развитой поверхностью и слой никеля-63 на этой поверхности.

Способ изготовления фотопреобразователя на основе GaAs включает выращивание методом жидкофазной эпитаксии на подложке n-GaAs базового слоя n-GaAs, легированного оловом или теллуром, толщиной 10-20 мкм и слоя p-AlxGa1-xAs, легированного цинком, при х=0,2-0,3 в начале роста и при х=0,10-0,15 в приповерхностной области слоя, при этом выращивание слоя p-AlGaAs ведут при температуре 600-730°С в течение 20-50 мин, за это время осуществляется формирование диффузионного р-n перехода в GaAs с образованием эмиттерного слоя p-GaAs толщиной 1-2 мкм, осаждение тыльного контакта термическим вакуумным напылением, отжиг осажденного тыльного контакта в атмосфере водорода, осаждение через маску фоторезиста лицевого контакта термическим вакуумным испарением и отжиг осажденного лицевого контакта в атмосфере водорода, металлизацию лицевого контакта гальваническим осаждением через маску из фоторезиста при одновременном осаждении золота на тыльную поверхность, разделительное травление структуры через маску из фоторезиста на отдельные фотоэлементы и нанесение антиотражающего покрытия.

Изобретение относится к электронной технике, а именно к приборам, преобразующим энергию электромагнитного излучения в электрическую, в частности к кремниевым солнечным элементам и технологии их изготовления.

Изобретение относится к области преобразователей энергии оптических и радиационных излучений - бетаисточников в электрическую энергию. Изобретение обеспечивает создание двухсторонней конструкции комбинированного накопительного элемента фото- и бетавольтаики, состоящей из совмещенных на одной пластине кремния с одной стороны - фотоэлемента и подключенного параллельно к нему планарного плоского конденсатора, с другой стороны - бетавольтаического элемента, бета-источник никель-63 которого помещается в микроканалы для увеличения КПД и тока генерации.

Изобретение относится к области преобразователей энергии оптических и радиационных излучений бета-источников в электрическую энергию. Создание оригинальной планарной конструкции высоковольтного преобразователя реализуется по стандартной микроэлектронной технологии.

Изобретение относится к способу придания супергидрофобных свойств поверхности металла. Воздействуют на упомянутую поверхность сфокусированным лучом импульсного лазерного излучения с длительностью импульсов в наносекундном диапазоне, осуществляют перемещение упомянутого луча относительно упомянутой поверхности по заранее заданному закону.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к созданию компактных источников электроэнергии с использованием радиоактивных изотопов и полупроводниковых преобразователей. Бета-вольтаический полупроводниковый генератор электроэнергии, содержащий пластину с развитой поверхностью, выполненной в виде множества микропор, имеющих разную форму. Никель-63 покрывает стенки микропор и остальную поверхность пластины с максимально высоким уровнем радиоактивности. Пластины полупроводника с текстурированной поверхностью, имеющего глухие микропоры и «колодцы», заполненные слоем металлического цинка, закрепляют на стальную пластину, обладающую магнитными свойствами, помещают в водный раствор хлорида никеля-63 на 8-10 часов при температуре 10-20°C и pH 4,5. Уровень радиоактивности на поверхности пластины при данном способе нанесения может достигать 10 mCu/см2. Изобретение обеспечивает возможность создания бета-вольтаического генератора электроэнергии с повышенной энергоемкостью, сроком службы 50-70 лет, при минимальной трудоемкости, затраченной на изготовление изделия. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к многоэлементным и матричным фотоприемникам (МФП) ИК-диапазона на основе теллурида кадмия-ртути, конкретно к технологии изготовления матрицы фоточувствительных элементов (МФЧЭ). Способ пассивации поверхности теллурида кадмия-ртути (КРТ) согласно изобретению включает нанесение на поверхность КРТ тонкого эпитаксиального слоя теллурида кадмия, при этом КРТ с нанесенным слоем теллурида кадмия подвергается термообработке в атмосфере инертного газа в квазизамкнутом объеме при условиях, препятствующих деградации свойств КРТ, и при температуре, достаточно высокой для взаимной диффузии КРТ и теллурида кадмия, что приводит к появлению варизонной области, обеспечивающей эффективную пассивацию границы раздела. Изобретение обеспечивает повышение параметров МФЧЭ за счет лучшей пассивации поверхности по сравнению с другими аналогичными покрытиями, а именно повышение дифференциального сопротивления фотодиодов матрицы, понижение темнового тока, увеличение отношения сигнал-шум, а также улучшение воспроизводимости всего технологического процесса изготовления МФЧЭ.
Наверх