Высоковольтный преобразователь ионизирующих излучений и способ его изготовления

Авторы патента:

Абдуллаев Олег Рауфович (RU)

Диденко Сергей Иванович (RU)

Мурашев Виктор Николаевич (RU)

Леготин Сергей Александрович (RU)

Краснов Андрей Андреевич (RU)

H01L31/18 - способы и устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки таких приборов или их частей (не предназначенные специально для этих приборов H01L 21/00)

H01L31/115 - приборы, чувствительные к волнам очень короткой длины, например рентгеновскому излучению, гамма-излучению или корпускулярному излучению

Владельцы патента RU 2608313:

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

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. Высоковольтный преобразователь ионизирующих излучений содержит в полупроводниковой пластине n(p) типа проводимости вертикальные щели, на поверхности которых расположены вертикальные p-n-переходы и которые заполнены электропроводящим материалом радиоактивного изотопа, при этом преобразователь содержит дополнительную изолирующую подложку, на которой расположена полупроводниковая пластина n(p) типа проводимости, в которой сформированы глубокие щели в виде решетки, перпендикулярные к поверхности пластины, при этом их глубина достигает поверхности диэлектрической подложки, образуя полупроводниковые столбики n^-(p^-) типа проводимости, нижняя поверхность которых примыкает к изолирующей подложке, боковые поверхности примыкают к щелям, на боковых поверхностях столбиков расположены p⁺(n⁺) области, образующие боковые вертикальные p-n-переходы, на поверхности щелей расположен тонкий диэлектрик, изолирующий полупроводниковые столбики сбоку друг от друга, в объеме щелей расположен радиоактивный изотоп, на верхней поверхности столбиков расположены диэлектрик и контактные области p⁺(n⁺) типа к p-n-переходам и контактные области n⁺(p⁺) к столбикам n^-(p^-) типа проводимости, при этом контактные области соседних столбиков последовательно соединены между собой металлическими проводниками. Также предложен способ изготовления высоковольтного преобразователя ионизирующих излучений. Изобретение обеспечивает возможность получить практически не ограниченную величину выходного электрического напряжения и максимальную электрическую мощность на единицу объема и веса преобразователя. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение относится к области преобразователей энергии ионизирующих излучений в электрическую энергию (Э.Д.С.). Известны конструкции двумерных (планарных - 2D) [1. Мурашев В.Н и др. «Полупроводниковый фотопреобразователь и способ его изготовления». Патент РФ №2377695 от 27.12.2009; 2. Guo Н., Zhang К., 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 от 14.08.2014 г.] и трехмерных - (объемных - 3D) [3. 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; 4. Clarkson J.P., 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. N 5. P. 1536-1540; 5. 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. N 10. P. 1230-1233; 6. Gadeken L.L., Engel P.S., Laverdure K.S. Apparatus for generating electrical current from radioactive material and method of making same. 2008. USA Patent. US 20080199736 A1; 7. Chandrashekhar M.V.S, Thomas Ch. L, Spencer M.G. Betavoltaic cell. 2011. USA Patent. US 7939986 B2] преобразователей оптических и ионизирующих радиационных излучений в электрическую энергию.

Недостатки

Такие преобразователи способны создать электрическое напряжение в кристалле (чипе) не более величины, равной контактной разности потенциалов p-n-перехода (0,7 В), не позволяют получать более высокое напряжение, необходимое и удобное для большинства применений. Они содержат в кристалле или на пластине только один изолированный p-n-переход, и для получения «высокого» напряжения батареи необходимо соединять в единую конструкцию множество последовательно включенных чипов (или пластин). Данное обстоятельство сильно усложняет конструкцию и технологию изготовления высоковольтной батареи и не позволяет выполнить ее в миллиметровых микронных размерах, что необходимо для ряда применений.

Наиболее близкой по технической сущности является «щелевая» 3D конструкция полупроводниковых вольтаических преобразователей радиационных бета-излучений в электрическую энергию [7. Chandrashekhar M.V.S, Thomas Ch. I., Spencer M.G. Betavoltaic cell. 2011. USA Patent. US 7939986 B2] (см. фиг. 1), взятая за прототип, содержащая в полупроводниковой пластине n(p) типа проводимости вертикальные щели, на поверхности которых расположены вертикальные p-n-переходы и которые заполнены электропроводящим материалом радиоактивного изотопа.

Способ ее изготовления включает формирование в объеме полупроводниковой пластины n(p) типа проводимости щелей, легирование поверхности каналов примесью p(n) типа, осаждение на поверхность пластины и в полость щелей материала радиоактивного изотопа.

Общим недостатком аналогов и прототипа является невозможность получения в пределах кристалла (чипа, пластины) в едином технологическом процессе высоковольтного преобразователя - батарейки.

Техническим результатом изобретения является создание высоковольтного преобразователя (батарейки) на кристалле или пластине для расширения области применения преобразователей ионизирующих излучений на микроэлектронные устройства и МЭМС микромашины и упрощение технологии их получения.

Технический результат достигается изменением конструкции преобразователя за счет создания конструкции, состоящей из изолирующей (диэлектрической) подложки, на которой расположена полупроводниковая пластина n(p) типа проводимости, в которой сформированы глубокие щели, например, в виде решетки, перпендикулярные к поверхности пластины, при этом их глубина достигает поверхности диэлектрической подложки, образуя полупроводниковые столбики (мезы) n^-(p^-) типа проводимости, нижняя поверхность которых примыкает к изолирующей подложке, боковые поверхности примыкают к щелям, на боковых поверхностях столбиков расположены p⁺(n⁺) области, образующие боковые вертикальные p-n переходы, на поверхности щелей расположен тонкий диэлектрик, изолирующий полупроводниковые столбики (мезы) сбоку друг от друга, в объеме щелей расположен радиоактивный изотоп, на верхней поверхности столбиков расположены диэлектрик и контактные области p⁺(n⁺) типа к p-n-переходам и контактные области n⁺(p⁺) к столбикам n(p) типа проводимости, при этом контактные области соседних столбиков последовательно соединены между собой металлическими проводниками.

Способ ее изготовления включает соединение диэлектрической подложки и полупроводниковой пластины n(p) типа проводимости, формирование на ее поверхности n⁺ и p⁺ контактных областей, выращивание на ее поверхности оксида кремния, формирование полупроводниковых столбиков путем селективного травления глубоких щелей в виде решетки в полупроводниковой пластине до поверхности диэлектрической подложки, проведение диффузии примеси p(n) типа на боковой поверхности щелей, тонкое окисление поверхности щелей, осаждение на поверхность пластины и в полость щелей радиоактивного изотопа, удаление радиоактивного изотопа с поверхности пластины и оксида кремния, осаждение низкотемпературного оксида кремния на поверхность пластины, формирование контактных окон к n⁺ и p⁺ контактным областям, осаждение металла и проведение операции разводки - соединения металлом контактных областей соседних столбиков.

Изобретение поясняется приведенными чертежами:

Конструкция прототипа показана на фиг. 1.

На фиг. 1: 1 - полупроводниковая пластина n(p) типа проводимости, 2 - n⁺(p⁺) сильнолегированный контактный слой, 3 - p(n) область вертикальных p-n-переходов, 4 - p(n) область горизонтальных p-n-переходов, 5 - материал радиоактивного изотопа.

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

В ней полупроводниковая пластина n(p) типа проводимости - 1 расположена на изолирующей подложке, состоящей из кремниевой пластины - 6 и расположенного на ней слоя толстого диэлектрика - 7, в полупроводниковой пластине сформированы глубокие щели - 8 в виде решетки перпендикулярно к поверхности полупроводниковой пластины - 1, при этом глубина щелей достигает поверхности толстого диэлектрика - 7, образуя полупроводниковые столбики - 9 (мезы) n^-(p^-) типа проводимости, нижняя поверхность которых примыкает к поверхности толстого диэлектрика - 7, на боковой поверхности столбиков - 9, примыкающей к щелям - 8, расположен тонкий диэлектрик (оксид кремния) - 10, изолирующий столбики друг от друга, а в объеме щелей расположен материал радиоактивного изотопа - 5, на боковых поверхностях столбиков - 9, примыкающих к щелям – 8, расположены p⁺(n⁺) области - 3, образующие боковые вертикальные p-n-переходы, на верхней поверхности столбиков расположены диэлектрик - 11 и контактные области - 12 p⁺(n⁺) типа к p-n-переходам и контактные области - 13 n⁺(p⁺) к столбикам n^-(p^-) типа проводимости, контактные области соседних столбиков последовательно соединены между собой металлическими проводниками - 14, образуя электрическую схему последовательно соединенных диодов.

Пример конкретной реализации

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

а) проводят термическое окисление обратных сторон кремниевых пластин КЭФ 5 кΩ⋅см с ориентацией (100) - 1 и 6, спекают их со стороны диэлектрика - 7;

- проводят утонение нижней пластины химико-механической полировкой;

- проводят 1-ую фотолитографию и формируют n⁺ контактный слой - 13 ионным легированием фосфора дозой D=300 мкКл с энергией E=50 кэВ;

- проводят 2-ую фотолитографию и формируют p⁺ контактный слой - 12 ионным легированием бора дозой D=600 мкКл с энергией E=30 кэВ;

- проводят термический отжиг имплантированной примеси при температуре T=1050°C t=40 минут;

- выращивают термический оксид - 15 на полупроводниковой пластине при температуре T=950°C t=40 минут толщиной 0,3 мкм;

б) проводят 3-ую фотолитографию и травят глубокие щели - 8 плазмохимическим травлением кремния - Si селективно к оксиду кремния - SiO₂ на всю глубину пластины, формируя изолированные кремниевые столбики;

- проводят диффузию бора в боковые поверхности щелей, формируя вертикальные p-n-переходы - 3 при температуре T=900°С t=20 минут;

- удаляют из щелей боросиликатное стекло;

в) проводят тонкое окисление поверхности столбиков (щелей) при температуре Т=850°C t=20 минут до толщины оксида кремния - 10 - SiO₂ 30 нм;

- затем осаждают электролизом радиоактивный никель - ⁶³Ni - 5;

г) удаляют реактивным ионным травлением никель ⁶³Ni с поверхности пластины;

- проводят осаждение низкотемпературного плазмохимического оксида -11;

- затем проводят 4-ую фотолитографию контактных окон;

д) осаждают металл - алюминий - AL - 14 и проводят 5-ую фотолитографию по разводке алюминия;

- затем режут пластины на отдельные кристаллы - чипы.

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 лет), испускающий электронное излучение со средней энергией 17 кэВ и максимальной энергией 64 кэВ, практически безопасный для здоровья человека. Такая энергия электронов существенно 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% бета-излучения поглощение происходит на глубине до 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 тритий и т.д.

Принцип действия преобразователя основан на ионизации полупроводникового материала, например кремния, бета-излучением изотопов никеля, трития, 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 p⁺ и n⁺ областях преобразователя (бета-гальваническая ЭДС). При этом часть электронно-дырочных пар может быть собрана полем p-n перехода также в квазинейтральной (КНО) области на расстоянии, равном диффузионной длине.

Техническими преимуществами изобретения являются:

- реализация в одном чипе или пластине высоковольтного источника - ЭДС, что позволяет отказаться от трудоемкой и нетехнологической операции сборки «высоковольтной» батареи (с типовым напряжением для интегральных схем от 5 до 12 В) из отдельных низковольтовых чипов, генерируемое напряжение которых обычно не превышает 100 мВ;

- при производстве высоковольтного преобразователя используется стандартная «микроэлектронная» технология, не требующая резки и шлифовки чипов для получения высокого (стандартного напряжения от 5 до 12 В и выше);

- высокий коэффициент отношения площади принимающих излучение p-n-переходов к объему кремниевого материала, в котором они расположены, что позволяет получать максимальную мощность излучения и соответственно ЭДС на единицу объема преобразователя;

- последовательное соединение пиксель-высоковольтного преобразователя позволяет снизить потери активной энергии на внешнем и внутреннем активном сопротивлении, что дает повышение КПД в системе батарея - нагрузка по сравнению с низковольтным источником ЭДС и делает его перспективным для микроэлектронных и МЭМС применений;

- такой источник ЭДС может обеспечить прямую зарядку 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, для питания биосенсоров и т.д.;

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

1. Конструкция высоковольтного преобразователя ионизирующих излучений, содержащая в полупроводниковой пластине n(p) типа проводимости вертикальные щели, на поверхности которых расположены вертикальные p-n-переходы и которые заполнены электропроводящим материалом радиоактивного изотопа, отличающаяся тем, что состоит из дополнительной изолирующей подложки, на которой расположена полупроводниковая пластина n(p) типа проводимости, в которой сформированы глубокие щели в виде решетки, перпендикулярные к поверхности пластины, при этом их глубина достигает поверхности диэлектрической подложки, образуя полупроводниковые столбики n^-(p^-) типа проводимости, нижняя поверхность которых примыкает к изолирующей подложке, боковые поверхности примыкают к щелям, на боковых поверхностях столбиков расположены p⁺(n⁺) области, образующие боковые вертикальные p-n-переходы, на поверхности щелей расположен тонкий диэлектрик, изолирующий полупроводниковые столбики сбоку друг от друга, в объеме щелей расположен радиоактивный изотоп, на верхней поверхности столбиков расположены диэлектрик и контактные области p⁺(n⁺) типа к p-n-переходам и контактные области n⁺(p⁺) к столбикам n^-(p^-) типа проводимости, при этом контактные области соседних столбиков последовательно соединены между собой металлическими проводниками.

2, Способ изготовления конструкции высоковольтного преобразователя ионизирующих излучений по п. 1, включающий формирование в объеме полупроводниковой пластины n(p) типа проводимости щелей, легирование поверхности каналов примесью p(n) типа, осаждение на поверхность пластины и в полость щелей материала радиоактивного изотопа, отличающийся тем, что проводят соединение дополнительной диэлектрической подложки с полупроводниковой пластиной n^-(p^-) типа проводимости, формируют на ее поверхности n⁺ и p⁺ контактные области, выращивают на ее поверхности оксид кремния, формируют полупроводниковые столбики путем селективного травления глубоких щелей в виде решетки в полупроводниковой пластине до поверхности диэлектрической подложки, проводят диффузию примеси p(n) типа в поверхность щелей, проводят тонкое окисления поверхности щелей, осаждают на поверхность пластины и в полость щелей радиоактивный изотоп, удаляют радиоактивный изотоп с поверхности пластины и оксида кремния, осаждают низкотемпературный оксид кремния на поверхность пластины, формируют контактные окна к n⁺ и p⁺ контактным областям, осаждают металл и проводят операцию разводки - соединения металлом контактных n⁺ и p⁺ областей соседних столбиков.

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.

Конструкция монолитного кремниевого фотоэлектрического преобразователя и способ ее изготовления // 2608302

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

Бета-вольтаический полупроводниковый генератор электроэнергии и способ его изготовления // 2607835

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

Способ изготовления фотоэлемента на основе gaas // 2607734

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.

Устройство и способ изготовления двухстороннего кремниевого матричного солнечного элемента // 2606794

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.

Комбинированный накопительный элемент фото- и бетавольтаики на микроканальном кремнии // 2605784

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.

Планарный высоковольтный фото- и бетавольтаический преобразователь и способ его изготовления // 2605783

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.

Способ придания супергидрофобных свойств поверхности металла // 2605401

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.

Способ повышения качества туннельного перехода в структуре солнечных элементов // 2604476

Способ формирования туннельного перехода (112) в структуре (100) солнечных элементов, предусматривающий попеременное осаждение вещества Группы III и вещества Группы V на структуре (100) солнечных элементов и управление отношением при осаждении указанного вещества Группы III и указанного вещества Группы V.

Кремниевый двухсторонний солнечный элемент и способ его изготовления // 2601732

Преобразователь оптических и радиационных излучений и способ его изготовления // 2608311

Алмазный детектор ионизирующих излучений // 2607300

Изобретение относится к полупроводниковым детекторам ионизирующих излучений, в частности к алмазным детекторам, способным работать в условиях повышенных температур, пониженных давлений, в агрессивных средах.

Гибридный пиксельный фотоприемник - детектор излучений, конструкция и способ изготовления // 2603333

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.

Планарный преобразователь ионизирующих излучений и способ его изготовления // 2599274

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.

Емкостная моп диодная ячейка фотоприемника-детектора излучений // 2583955

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.

Биполярная ячейка координатного фотоприемника - детектора излучений // 2583857

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

Многопереходный кремниевый монокристаллический преобразователь оптических и радиационных излучений // 2539109

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.

Кремниевый фотоэлектронный умножитель // 2524917

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.

Рентгеновский детектор // 2498460

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

Моп диодная ячейка монолитного детектора излучений // 2494497

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.

Светочувствительное устройство с множественной глубиной резкости, система, способ расширения глубины резкости и оптическая система формирования изображений // 2609106

Светочувствительное устройство с множественной глубиной резкости содержит два светочувствительных пиксельных слоя. Причем различные светочувствительные пиксельные слои обнаруживают световые сигналы с различными цветами. Два указанных слоя размещены с интервалом таким образом, чтобы световые сигналы с различных расстояний и с различными цветами фокусировались на разных светочувствительных пиксельных слоях посредством линзы. Технический результат заключается в создании светочувствительного устройства с множественной глубиной резкости. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 25 ил.