Винахід відноситься до технології виготовлення напівпровідникових приладів. Технічний результат винаходу полягає в створенні кремнієвого фотодіода, стійкого до сильних радіаційного впливу. Сутність: як вихідний матеріал використовуються кремнієві епітаксіальні структури типу 9-20 КЕФ (КЕС) 20-100, а в якості параметрів - критеріїв придатності фотодіодів - вибирають значення темнового струму менше 5 • 10 -7 А і зміна інтегральної чутливості не більше ніж на 35% при нульовому робочому напрузі і на 15% при робочій напрузі 3В після впливу гамма-нейтронного випромінювання в діапазоні потоків 10 13 -10 14 см -2.
1. За допомогою пошукових систем
За допомогою Google:
2. Експрес-пошук по номеру патенту
введіть номер патенту (7 цифр)
Дата подачі заявки:
Вовк Оксана Валеріївна
Вовк Оксана Валеріївна
40% при Uр = oв після впливу гамма-нейтронного випромінювання рівня 10 14 у. е. Однак такий прилад втрачає працездатність при Up = 3B після радіаційних впливів зазначеного рівня за рахунок колосального зростання темнового струму. Цей недолік робить неможливим застосування таких фотодіодів в апаратурі.
Даний винахід вирішує задачу створення стійкого до складних радіаційного впливу фотодіода зі стандартними або поліпшеними фотоелектричними параметрами.
Для вирішення цього завдання у відомому способі виготовлення фотодіода, що включає формування pn переходу і системи омических контактів, використовують вихідний матеріал типу 9-20 КЕФ (КЕС) 20-100, де 9-20 позначає товщину епітаксійного шару в мкм, 20-100 позначає питомий опір епітаксійного шару в Ом • см, КЕФ (КЕС) -кремній електронний, легований фосфором (сурмою).
Використання кремнієвих епітаксійних шарів типу 9-20 КЕФ (КЕС) 20-100 дозволяє, з одного боку, домогтися стабільності ефективної довжини збору носіїв заряду, що забезпечує стабільність чутливості до і після радіаційних впливів за рахунок оптимального співвідношення швидкостей процесів зменшення дифузійної довжини і зростання ширини області просторового заряду, а з іншого боку - дозволяє отримати стабільну величину темнового струму. В результаті ми маємо можливість створити прилад з необхідними величинами вихідних параметрів і стійкий до "жорстким" радіаційного впливу. При цьому технологія p-n переходу і його структура не мають значення. Може використовуватися іонне легування, дифузія і інші відомі методи.
Пропонований спосіб був апробований при випробуваннях і виготовленні дослідних зразків фотодіодів. Було виготовлено фотодіоди на епітаксійних кремнієвих структурах з питомим опором 20-100 Ом • см і товщиною 9-20 мкм. Формування p-n переходу здійснювалося різними методами: іонним легуванням з наступною високотемпературною обробкою, дифузією.
Як параметри-критеріїв придатності фотодіодів обрані:
I т при Up = 3B - темновой ток
Si - інтегральна чутливість до джерела типу "А",
де Up - робоча напруга. Всі параметри заміряють перед початком роботи і після радіаційних впливів.
Після впливу гамма-нейтронного випромінювання в діапазоні потоків 10 13 -10 14 у. е. значення інтегральної чутливості змінилися не більше ніж на 35% при Up = OB і не більше ніж на 15% при Up = 3B, значення темнового струму склали менше 5 • 10 -7 А, що забезпечує працездатність апаратури (у.о. = см -2).
Межі величин товщини і питомого опору епітаксійного шару визначалися розрахунковим і емпіричним шляхами за результатами досліджень, проведених на фотодиодах, виготовлених на різних епітаксійних структурах. В процесі цих досліджень встановлено, що застосування епітаксійних шарів товщиною менше 9 мкм не забезпечує стандартну вихідну величину чутливості, а застосування епітаксійних шарів товщиною більше 20 мкм з питомим опором менше 20 Ом • см не забезпечує стабільності параметрів після радіаційних впливів. Застосування кремнію з питомим опором понад 100 Ом • см не забезпечує необхідної величини темнового струму.
Конкретні оптимальні параметри епітаксійного шару вибираються в залежності від вихідних необхідних величин параметрів фотодіодів і ступеня "жорсткості" радіаційних впливів.
Таким чином, використання в якості вихідного матеріалу епітаксіального кремнію типу 9-20 КЕФ (КЕС) 20-100 дозволяє створити фотодиод зі стандартними або поліпшеними вихідними параметрами, стійкий до "жорстким" радіаційного впливу.
Спосіб виготовлення фотодіода на основі кремнію, що включає формування р-n переходу і системи омических контактів, що відрізняється тим, що для виготовлення фотодіода використовують вихідний матеріал типу 9 - 20 КЕФ (КЕС) 20 - 100 і в якості параметрів - критеріїв придатності фотодіодів - вибирають значення темнового струму менше 5 • 10 -7 А і зміна інтегральної чутливості не більше ніж на 35% при робочій напрузі Uр = 0 і на 15% при Up = 3В після впливу гамма-нейтронного випромінювання в діапазоні потоків 10 13 - 10 14 см -2 .