Спосіб виготовлення детектора ультрафіолетового випромінювання

1 Спосіб виготовлення детектора ультрафіолетового випромінювання на основі низько омного селеніду цинку, що включає утворення омічного і випрямного контактів, який відрізняється тим, що перед нанесенням випрямного контакту проводять додаткову обробку поверхні напівпровідникової підкладинки у травнику, який взаємодіє з ZnO і не взаємодіє з ZnSe 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що травлення здійснюють у оцтовій есенції при кімнатній температурі протягом часу не менше ЗО с Винахід відноситься до області вимірювання та реєстрації ультрафіолетового (УФ) випромінювання і може знайти використання у біологи, медицині, народному господарстві, науці, техніці та інших областях, де існує необхідність контролю та кількісної оцінки дози УФ випромінювання Спектр УФ випромінювання за біологічною дією прийнято поділяти на три області бактерицидну А (0,20-0,28мкм), еритемну В (0,28-0,32мкм) і загарну С (0,32-0,45мкм) [1] У зв'язку з цим для оцінки дії УФ випромінювання на біологічні та ІНШІ об'єкти необхідні фото детектори (ФД), спектральна чутливість S\ яких займала б діапазон довжин хвиль 0,2-0,45мкм Для створення таких ФД може бути використаний поверхнево-бар'єрний діод на основі напівпровідника з шириною забороненої зони Ед>2,7еВ, зокрема, селеніду цинку [2] воі чутливості та динамічного діапазону ЛІНІЙНОСТІ фотодюдів метал-ZnSe Рішення досягається тим, що у відомому способі, який включає створення омічного та випростовуючого контактів, перед нанесенням випростовуючого контакту проводять додаткову обробку поверхні напівпровідникової підкладки у травнику, який взаємодіє з ZnO і не взаємодіє з ZnSe Як один з можливих варіантів такого травника пропонується використовувати оцтову есенцію ВІДПОВІДНІСТЬ критерію "новизна" запропонованому способові забезпечує та обставина, що сукупність ознак, зазначених у формулі винаходу, не зустрічається у жодному з відомих аналогів "Винахідницький рівень" запропонованому способові забезпечується тим, що у жодному із розглянутих аналогів не зустрічається додаткове травлення у розчині, який взаємодіє з ZnO і не взаємодіє з ZnSe Рішення відповідає критерію "промислова придатність", так як для його реалізації можливе використання технологій та обладнання існуючих підприємств напівпровідникової електроніки Наші дослідження показали, що найбільш суттєвим фактором, який визначає параметри ФД, є наявність на поверхні ZnSe хаотично розташованих острівків (включень) ZnO їх концентрація значно зростає після хімічної обробки пластин ZnSe, яка є необхідною операцією при виготовленні випростовуючої структури Негативна роль ZnO проявляється насамперед у зниженні ефективної висоти потенціального бар'єру ф дюдної структури, о оскільки фо контакту метал-ZnO значно менша від Найбільш близьким до способу, який заявляється, є технологія виготовлення контактів металZnSe [3], яка полягає у наступному На низькоомних монокристалічних пластинах n-ZnSe після ХІМІЧНОГО травлення у розчині СЮз НСІ=2 3, відмивки та сушки створювались омічний та випростовуючий контакти Останнім служив напівпрозорий шар нікелю, який наносився на підкладинку методом термічного розпилення Такі ФД мають досить високу чутливість в УФ діапазоні спектру, однак, деякі важливі експлуатаційні параметри (струмова монохроматична чутливість Sx, і динамічний діапазон ЛІНІЙНОСТІ ДР) значно нижчі від їх теоретичних значень для структур даного типу Задача даного винаходу - збільшення струмо (О ю фо контакту метал-ZnSe Так, зокрема, для ДІОДІВ Au-ZnO i Au-ZnSe, створених на сколотих поверхнях напівпровідників, вона складає 0,5 і 1,3 еВ ВІДПОВІДНО [4] Оскільки роботи виходу Аи і Ni близькі між собою, то аналогічне співвідношення між Фо має місце і для контактів Ni-напівпровідник Зазначимо, що вплив включень ZnO на темнові характеристики фотодюдів Ni-ZnSe може бути несуттєвим, особливо у випадку великої товщини вкраплень ZnO та їх низької поверхневої густини Освітлення ж зменшує опір ZnO (внаслідок ефекту фотопровідності), що приводить до зменшення ефективної висоти бар'єру порівняно з тією, яка була б при відсутності включень ZnO при тому ж рівні освітленості У результаті зменшується напруга холостого ходу Voc і струм короткого замикання Isc, що адекватно зниженню монохроматичної фоточутливості Залежність опору включень ZnO від освітленості приводить до нелінійності світлової вольтамперної характеристики (особливо при великих рівнях освітленості) і у результаті до зменшення динамічного діапазону ЛІНІЙНОСТІ Запропонований спосіб апробований при виго 54946 товленні фотодюдів Ni-ZnSe на низькоомних кристалах n-ZnSe з питомим опором 1-ЮООм см при 300 К Технологічні операції до нанесення випростовуючого контакту аналогічні тим, які застосовувалися у способі-прототипі [3] Перед напиленням нікелю зразки оброблялись у оцтовій есенції при 300К на протязі часу не менше 30с Температура травлення вибрана з міркувань спрощення і зменшення собівартості технології Дослідження показали, що величина фотоструму контактів Ni-ZnSe досягає насичення (при фіксованому рівні освітленості) після обробки різних підкладинок на протязі 15-30с Внаслідок цього нами був вибраний максимальний час травлення в оцтовій есенції, а саме - 30с Нікель напилявся термічним методом у ва4 куумі не гірше 10 Торр на холодну підкладинку пZnSe з попередньо створеними на протилежній стороні омічними контактами На аналогічних кристалах, які не проходили додаткової обробки у розчині оцтової есенції, створювались також контакти Ni-ZnSe Результати порівнювальних вимірювань в однакових умовах деяких параметрів виготовлених ФД наведено у таблиці Таблиця Параметр Кристали травлені тільки у розчині СгОз НСІ Додаткова обробка у розчині оцтової есенції Voo, В Isc, МКА Sx, (Я=0,4мкм), А/Вт ДР, Дб 0,5 0,5 0,08 40 0,6 1 0,12 60 Як видно з наведених даних запропонований спосіб виготовлення детекторів УФ випромінювання приводить до суттєвого покращання основних експлуатаційних параметрів порівняно з аналогами [3] Джерела інформації 1 Рвачев В П Введение в биофизическую фотометрию - Изд Львовского ун-та, 1966, 378с 2 Махній В П , Мельник В В Детектор ульт рафюлетевого випромінювання //Промислова власність Офіційний бюлетень, №5, с 1995 Опубл 31 10 1997 р, пріор 20 12 1994 р 3 Махний В П , Мельник В В Фотоэлектрические свойства контактов Ni-ZnSeZ/ФТП, 1995, т 29, В 8, с 1468-1472 4 Зи С М Физика полупроводниковых приборов - М Энергия, 1973, 656с Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24