Фотодіод для ультрафіолетової області спектра

Фотодіод для ультрафіолетової області спектра, що містить епіктаксіальний шар фосфіду галію n-типу провідності на підкладці з фосфіду галію того самого типу провідності, захисний шар діелектрика з вікном на поверхні епітаксіального шару, в якому на поверхні епітаксіального шару розташований прозорий електрод у вигляді тонкої плівки, струмознімний контакт навколо вікна, що має електричний контакт з прозорим електродом та суцільний металічний контакт на зворотній поверхні підкладки, який відрізняється тим, що прозорий електрод має товщину від 0,02 до 0,05мкм та виконаний з двоокису олова, легованого фтором з концентрацією домішку не менше 10 20см -3. (19) (21) 2000010281 (22) 18.01.2000 (24) 15.12.2004 (46) 15.12.2004, Бюл. № 12, 2004 р. (72) Шабашкевич Борис Григорович, Пироженко Сергій Іванович, Малік Олександр Іванович (73) НАУКОВО-ВИРОБНИЧА ФІРМА "ТЕНЗОР" (56) US 4371740, 01.02.1983 JP 11026797 A, 29.01.1991 US 4507519, 26.03.1985 Анисимова И.Д., Викулин И.М., Заитов Ф.А., Курмашев Ш.Д. Полупроводниковые фотоприемники: Ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный диапазоны спектра. Под ред. В.И. Стафеева.-М.: Радио и связь, 1984.-С.111-114 SU 519057, 13.09.1977 3 71544 4 ла б інформація про те, що для забезпечення збішар фосфіду галія крізь плівку двоокису олова в льшення спетральної чутливості та виявляючої залежності від довжини хвилі випромінювання. здатності фотодіода потрібно прозорий електрод Криві а і в відповідають проходженню випромінювиконати з двоокису олова товщиною вання крізь плівку золота товщиною 0,005 та 0,02...0,05мкм, легованого фтором при концентра0,01мкм, відповідно, криві с і d - крізь плівку з леції домішку не менше 10см 20см -3. Ця обставина гованого двоокису олова товщиною 0,02 та забезпечує нашому пристрію відповідність крите0,04мкм. З наведених залежностей помітна перерію "винахідницкий рівень". вага легованих плівок з двоокису олова над плівЗапропонований винахід може бути здійснено ками з золота. Нижня межа (0,02мкм) товщини з використанням технологій, які є традиційними плівки з двоокису олова обумовлена тим, що при для напівпровідникової промисловості. меншій товщині можуть з'явитись проблеми, що На Фіг.1 наведена конструкція фотодіода. На пов’язані з суцільністю плівок і відсутністю інтерФіг.2 наведена концентраційна залежність оптичференційного забарвлення по плівці, що ускладної ширини забороненої зони двоокису олова, ленює візуальний контроль при проведені фотолітоггованого фтором. На Фіг.3 наведені розраховані рафічних операцій. Верхня межа (0,05мкм) значення величини коефіцієнта проникнення в товщини плівки обумовлена тим, що при більшій епітаксіальний шар фосфіду галія крізь плівки товщині збільшуються оптичні втрати випромінюдвоокису олова та золота при різних товщинах вання при проходженні його крізь таку плівку. Це плівок. На Фіг.4 наведена спектральна залежність ілюструє крива є, що відповідає товщині плівки з величини абсолютних чутливостей прототипу та двоокису олова 0,06мкм. пропонуємого фотодіоду. На Фіг.4 наведена спектральна залежність веФото діод (Фіг.1) складається з низькоомної личини абсолютної чутливості пропонуємого фонапівпровідникової підложки з фосфіду галія 1; тодіоду та прототипу однакової товщини 0,03мкм тонкого епітаксіального шару фосфіду галія 2; шадля порівняння. Для досліджуваного диапазону ру діелектрика 3 на поверхні епітаксіального шару довжин хвиль абсолютна чутливість нашого фо тоз вікном 4, в якому на поверхні епітаксіального діоду в 2...3 рази більше, ніж прототипу. шару розташована тонка плівка легованого двоПриклад конкретного виготовлення фотодіоду. окису олова; металічного електрода 5 на шарі На епітаксіальний шар фосфіду галія n-типу двоокису олова; суцільного металічного електроду провідності з концентрацією носіїв 1016см -3 і тов6 на зворотній поверхні підложки та струмоз’ємних щиною 10мкм, вирощування якого проводилось дротяних виводів 7 від металічних електродів 5 методом рідкісної епітаксії на підложці з фосфіду та 6. галія того самого типу провідності з концентрацією Запропонований фото діод працює таким чиносіїв не менше 1017см -3 і товщиною біля 300мкм, ном. Випромінювання, проходячи крізь плівку двопісля попереднього очищення поверхні епітаксіаокису олова 4 в приповерхневу область епітаксіального шару методом термічного вакуумного нального шару 2, генерує електронно-діркові пари, пилення наноситься шар діелектрика з моноокису які розділяються потенційним бар’єром на кордоні кремнія товщиною біля 0,1мкм. Далі методом фоплівка-шар, що призводить до виникнення різниці толітографії в шарі діелектрикавідкривається вікпотенціалів між виводами 7, або протікання струму но до епітаксіального шару. Тонка плівка леговав навантаженні, якщо таке підключено до виводів. ного фтором двоокису олова з концентрацією Величина спектральної чутливості визначадомішки не менше 1020см-3 і товщиною в межах ється часткою випромінювання, що потрапляє в 0,02...0,05мкм методом пульверизації спиртового приповерхневу область епітаксіального шару. Цю розчину хлориду олова з додатком фториду амочастку випромінювання характеризує коефіцієнт нія наноситься у відкрите вікно на фронтальну проникнення Т1 величина якого визначається знаповерхню структури. При цьому процес нанесення ченням оптичних констант фосфіду галія та двовідбувається в повітрі, структура розміщується на окису олова, і для різних товщин плівок може бути нагрівнику з температурою 450...470°С. Методом розрахована за методикою, що викладена в (3). фотолітографії плівка двоокису олова знищується З оптичних констант двоокису олова вирішаз всієї поверхні структури, крім області вікна. Мельне значення при проходженні випромінювання тодами термічного вакуумного напилення металу крізь плівку має ширина забороненої зони. Легута фотолітографії формуються металічні стрування двоокису олова, наприклад фтором (Фіг.2), моз’ємні контакти. призводить до збільшення концентрації вільних Запропонована конструкція дозволяє підвищиносіїв заряду і, внаслідок ефекту Бурштейнати виявляючу здатність фотодіода в ультрафіолеМосса, до збільшення оптичної ширини заборонетовій області спектра, величину спектральної чутної зони. Внаслідок цього випромінювання з енерливості підвищити в 2...3 рази, а також здешевлює гією квантів до 5 еВ поглинається незначною міпроцес виготовлення фотодіодів як внаслідок зарою, що призводить до мінімуму втрати оптичного міни кошторисних плівок з золота на плівку з леговипромінювання при проходженні його крізь цей ваного фтором двоокису олова, так і внаслідок матеріал. Одержання такого значення ширини значно більшої технологічності процесу виготовзабороненої зони при збереженні високої електролення фотодіодів запропонованою методикою, провідності неможливе для таких сполук, як Іn2О3, тому що відсутні проблеми, що пов’язані з суцільZnO, CdO та інші. ністю тонких плівок з золота. На Фіг.3 наведені розраховані значення величини проникнення випромінювання в епітаксійний 5 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 71544 6 Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601