Лавинный фотодетектор (варианты) и способ его изготовления (варианты)

Авторы патента:

Шушаков Дмитрий Алексеевич (RU)

Шубин Виталий Эммануилович (RU)

Богданов Сергей Витальевич (RU)

Ситарский Константин Юрьевич (RU)

Колобов Николай Афанасьевич (RU)

H01L31/1804 - Полупроводниковые приборы, чувствительные к инфракрасному излучению, свету, электромагнитному, коротковолновому или корпускулярному излучению, предназначенные либо для преобразования энергии такого излучения в электрическую энергию, либо для управления электрической энергией с помощью такого излучения; способы или устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы приборов (H01L 51/00 имеет преимущество; приборы, состоящие из нескольких компонентов на твердом теле, сформированных на общей подложке или внутри нее, кроме приборов, содержащих чувствительные к излучению компоненты, в комбинации с одним или несколькими электрическими источниками света H01L 27/00; кровельные покрытия с приспособлениями для размещения и использования устройств для накопления или концентрирования энергии E04D 13/18; получение тепловой энергии с

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)

H01L31/107 - с потенциальным барьером, работающим в лавинном режиме, например лавинные фотодиоды

Владельцы патента RU 2731665:

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ДЕТЕКТОР ФОТОННЫЙ АНАЛОГОВЫЙ" (ООО "ДЕФАН") (RU)

Изобретения относятся к лавинным фотодетекторам (ЛФД) - быстродействующим, высокочувствительным приборам, широко используемым в лидарах, системах связи, технического зрения, робототехнике, в медицине и биологии в мониторинге окружающей среды и т.д. Предложен способ изготовления лавинного фотодетектора, включающий следующие операции: на всей поверхности полупроводниковой подложки формируют слой умножения; на всю поверхность слоя умножения наносят слой диэлектрика; на части верхней поверхности слоя умножения и слоя диэлектрика формируют по меньшей мере один лавинный усилитель, для чего в слое диэлектрика и слое умножения вытравливают выемку, боковые стенки которой покрывают слоем диэлектрика, формируют контактный слой упомянутого лавинного усилителя путем заполнения выемки сильнолегированным поликристаллическим кремнием с типом проводимости, противоположным проводимости слоя умножения, с последующей диффузией из области поликристаллического кремния в слой умножения, и фотопреобразователь, образующийся вне выемки; на поверхность контактного слоя и слоя диэлектрика наносят первый электрод из прозрачного материала; на нижней поверхности полупроводниковой подложки формируют второй электрод. Также предложены еще один способ изготовления ЛФД и ЛФД, изготовленные этими способами. Изобретения обеспечивают высокую пороговую чувствительность и также позволяют уменьшить темновой ток прибора. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 18 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к лавинным фотодетекторам (ЛФД)- быстродействующим, высокочувствительным приборам, широко используемым в лидарах, системах связи, технического зрения, робототехнике, в медицине и биологии в мониторинге окружающей среды, и т.д.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Традиционный ЛФД состоит из нанесенных наполупроводниковую подложку различных полупроводниковых слоев.

Одна группа таких слоев образует фотопреобразователь, в котором сигнальные фотоны, поглощаясь, создают свободные носители заряда: электроны и дырки. Эти образованные светом носители заряда попадают в другую группу слоев полупроводниковых материалов - лавинный усилитель, в котором формируется область электрического поля с напряженностью, достаточной для лавинного умножения этих носителей.

Для уменьшения темнового тока лавинного усилителя и, следовательно, улучшения пороговой чувствительности ЛФД можно уменьшать площадь лавинного усилителя по сравнению с площадью фото преобразователя.

Известны конструкции ЛФД, патенты US 9,035,410; RU 2641620, где лавинный усилитель, имеющий два слоя: контактный и слой умножения, и фотопреобразователь расположены на общей подложке, при этом площадь фотопреобразователя превосходит площадь усилителя.

В таких приборах удается дополнительно оптимизировать их параметры, в том числе улучшать пороговую чувствительность за счет снижения площади лавинного усилителя. В конструкции по патенту RU 2641620слой умножения обращен к подложке, выполнен из полупроводникового материала того же типа проводимости, что и фотопреобразователь сигнала и непосредственно примыкает к этому, отдельно выполненному, фотопреобразователю, что позволяет снизить избыточные темновые шумы, возникающие при переносе фотоносителей из фотопреобразователя в лавинный усилитель через внешнюю электрическую цепь, реализуемом в конструкции US 9,035,410.

НЕДОСТАТКИ ПРОТОТИПА

В конструкциях патента RU 2641620слой умножения выполнен технологически независимо от фотопреобразователя, что приводит к ограничению попадания фотоносителей из слоя фотопреобразователя в слой умножения и, тем самым, к потерям усиленного фото сигнала. В результате ухудшается базовая характеристика ЛФД - пороговая чувствительность.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Задачей настоящего изобретения является создание ЛФД, конструкция которого позволяла бы реализовывать высокую пороговую чувствительность, не ограниченную малоэффективным переносом фотоносителей из фотопреобразователя в лавинный усилитель. Кроме того, предлагаемые конструкции фотодетектора позволяют уменьшить темновой ток прибора.

Решение этих задач позволяет улучшить основную характеристику лавинного фотодетектора - его пороговую чувствительность.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение представляет ЛФД, конструкция и способ изготовления которого позволяет повысить эффективность переноса фотоносителей из фотопреобразователя в лавинный усилитель благодаря тому, что слой умножения выполняют на всей проводящей подложке. На части слоя умножения формируют контактный слой по меньшей мере одного лавинного усилителя. В результате создания вышеуказанной конструкции за пределами контактного слоя слой умножения выполняет функцию фотопреобразователя. В результате инициируемые в фотопреобразователе фотоносители беспрепятственно попадают в область умножения лавинного усилителя. Первый и второй электроды лавинного фотодетектора размещают на контактном слое и подложке соответственно.

С целью ограничения темнового тока прибора, попадающего из соседних с ним областей подложки, на поверхности слоя умножения вытравливают замкнутую канавку на глубину, равнуюили большую толщины слоя умножения, но меньшую суммарной толщины подложкии слоя умножения для формирования внутри неефотодетектора и заполняют эту канавку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения.

Целесообразно полупроводниковую подложку выполнить из низкоомного материала.

Желательно подложку и слой умножения выполнить из одинакового полупроводникового материала.

Возможно, слой умножения на поверхности подложки сформировать методом эпитаксии, а контактный слой выполнить путем легирования слоя умножения примесью, образующей слой с типом проводимости противоположным тому, который имеет слой умножения.

Также желательно канавку выполнить шириной от 1,5 до 2,0 мкм.

Также возможно между контактным слоем лавинного усилителя и первым электродом нанести высокоомный слой.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Приведенные ниже чертежи, объясняющие конструкцию, являются частью изобретения, иллюстрируя его суть вместе с дальнейшим описанием.

Фиг. 1 является схематическим изображением поперечного разреза первого варианта заявляемого ЛФД, содержащего полупроводниковую подложку 101, слой умножения 102, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки с типом проводимости, аналогичным типу проводимости слоя умножения, слой диэлектрика 103, нанесенный на поверхность слоя умножения 102 и боковые стенки канавки под контактный слой 105, контактный слой 105, выполненный за счет диффузии из сильнолегированного поликристаллического кремния с типом проводимости, противоположном типу проводимости слоя умножения, заполняющего выемку 104 глубиной 0,5 - 2,5 мкм, с образованием по меньшей мере, одного лавинного усилителя 106 и фотопреобразователя 107, располагаемого за пределами лавинного усилителя, первый электрод 108, расположенный на поверхности сильнолегированного поликристаллического кремния, заполняющего выемку 104, и слоя диэлектрика 103 выполненный из прозрачного материала и второй электрод 109, сформированный на нижней поверхности полупроводниковой подложки 101.

Фиг. 1A иллюстрирует процесс нанесения слоя умножения 102 на кремниевую подложку 101;

Фиг. 1B иллюстрирует процесс нанесения диэлектрического слоя 103 на поверхность слоя умножения 102;

Фиг. 1С иллюстрирует процесс формирования областей лавинного усилителя 106 путем создания контактного слоя 105, за счет диффузии из сильнолегированного поликристаллического кремния с типом проводимости, противоположном типу проводимости слоя умножения, заполняющего выемку 104, глубиной 0,5 - 2,5 мкм, с образованием по меньшей мере, одного лавинного усилителя 106 и фотопреобразователя 107, располагаемого за пределами лавинного усилителя;

Фиг. 1D иллюстрирует процесс формирования первого электрода 108 из прозрачного проводящего материала на поверхности сильнолегированного поликристаллического кремния, заполняющего выемку 104, и слоя диэлектрика 103;

Фиг. 1Е иллюстрирует процесс формирования второго электрода 109 на полупроводниковой подложке 101.

Фиг. 2 является схематическим изображением поперечного разреза второго варианта заявляемого ЛФД, содержащего полупроводниковую подложку 201, слой умножения 202, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки с типом проводимости, аналогичным типу проводимости слоя умножения, слой диэлектрика 203, нанесенный на поверхность слоя умножения 202 и боковые стенки выемки 204 под контактный слой 205, выполненный за счет диффузии из сильнолегированного поликристаллического кремния с типом проводимости, противоположном типу проводимости слоя умножения, заполняющего выемку 204 глубиной 0,5 - 2,5 мкм, с образованием по меньшей мере, одного лавинного усилителя 206 и фотопреобразователя 207, замкнутую канавку 210 шириной от 1,5 до 2,0 мкм с глубиной, равной или большей толщины слоя умножения, но меньшей суммарной толщины подложки и слоя умножения и заполненную сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения, внутри которой размещаются лавинные усилители и фотопреобразователь, слой высокоомного материала 211 сформированный на сильнолегированном поликристаллическом кремнии, заполняющим выемку 104, прозрачный электрод 208, сформированный на поверхности слоя высокоомного материала 211 и слоя диэлектрика 203 и второй электрод 209, сформированный на полупроводниковой подложке 201.

Фиг. 2A иллюстрирует процесс нанесения слоя умножения 202 на кремниевую подложку 201;

Фиг. 2B иллюстрирует процесс формирования замкнутой канавки 210,заполненной сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения, для формирования внутри неефотодетектора;

Фиг. 2C иллюстрирует процесс нанесения диэлектрического слоя 203 на поверхность слоя умножения 202;

Фиг. 2D иллюстрирует процесс формирования областей лавинного усилителя 206 путем создания контактного слоя 205, за счет диффузии из сильнолегированного поликристаллического кремния с типом проводимости, противоположном типу проводимости слоя умножения, заполняющего выемку 204, глубиной 0,5 - 2,5 мкм, с образованием, по меньшей мере, одного лавинного усилителя 206 и фотопреобразователя 207, располагаемого за пределами лавинного усилителя;

Фиг. 2Е иллюстрирует процесс формирования слоя высокоомного материала 211 на контактном слое 205 лавинного усилителя 206;

Фиг. 2F иллюстрирует процесс формирования первого электрода 208 из прозрачного проводящего материала на поверхности сильнолегированного поликристаллического кремния, заполняющего выемку 104, и слоя диэлектрика 203;

Фиг. 2G иллюстрирует процесс формирования второго электрода 209 на полупроводниковой подложке 201;

Фиг. 3A показывает схематический вид сверху второго варианта фотодетектора с одним лавинным усилителем 206 и канавкой 210;

Фиг. 3B показывает схематический вид сверху второго варианта фотодетектора с тремя лавинными усилителями 206 и канавкой 210.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Используемые в тексте и на чертежах номера ссылок, кроме номера 100, обозначающего регистрируемый свет, состоят из трех цифр, первая из которых - номер фигуры, вторая и третья - номер элемента конструкции.

Например, ссылка 206, отображенная на фиг. 2,обозначает элемент 06,изприведенного ниже списка.

Номера элементов конструкций, используемые в чертежах:

01 - Подложка;

02 - Слой умножения;

03 - Слой диэлектрика;

04 - Выемка, заполненная сильнолегированным поликристаллическим кремнием;

05 - Контактный слой;

06 - Лавинный усилитель;

07 - Фотопреобразователь;

08 - Первый прозрачный электрод;

09 - Второй электрод;

10 - Замкнутая канавка;

11 - Слой высокоомного материала.

На фиг.1 схематически изображен поперечный разрез варианта заявляемого ЛФД, содержащего полупроводниковую подложку 101, слой умножения 102, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки с типом проводимости, аналогичным типу проводимости слоя умножения, слой диэлектрика 103, нанесенный на поверхность слоя умножения 102, выемку 104, заполненную сильнолегированным поликристаллическим кремнием, контактный слой 105, выполненный путем диффузии примеси из сильнолегированного поликристаллического кремния, с типом проводимости, противоположным типу проводимости слоя умножения, с образованием по меньшей мере, одного лавинного усилителя 106 и фотопреобразователя 107, располагаемого за пределами лавинного усилителя, первый электрод 108, выполненный из прозрачного материала и расположенный на поверхности сильнолегированного поликристаллического кремния, заполняющего выемку 104 и слоя диэлектрика 103, и второй электрод 109, сформированный на нижней поверхности полупроводниковой подложки 101.

Способ изготовления изображенного на фиг. 1 ЛФД проиллюстрирован фигурами 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F и заключается в последовательном выполнении следующих операций:

На кремниевую подложку 101 наносят слой умножения 102 того же типа проводимости, что и подложка (фиг.1А);

На поверхность слоя умножения 102 наносят диэлектрический слой 103 (фиг.1B);

В слое умножения формируют одну или несколько областей лавинного усилителя 106 путем вытравливания выемки 104 глубиной 0,5 - 2,5 мкм в диэлектрическом слое 103 и слое умножения 102, формирования слоя диэлектрика на боковых поверхностях выемки 104, и заполнения выемки 104сильнолегированным поликристаллическим кремнием (Фиг. 1С);

Контактный слой 105 формируют путем диффузии примеси из сильнолегированного поликристаллического кремния, заполняющего выемку 104, с типом проводимости, противоположном типу проводимости слоя умножения, с образованием, по меньшей мере, одного лавинного усилителя 106 и фотопреобразователя 107, располагаемого за пределами лавинного усилителя (Фиг. 1D);

На поверхности сильнолегированного поликристаллического кремния, заполняющего выемку 104, и слоя диэлектрика 103 формируют первый электрод 108 из прозрачного проводящего материала (Фиг. 1E);

На нижней поверхности полупроводниковой подложки 101 формируют второй электрод 109 (Фиг. 1F).

Примером изготовления ЛФД, изображенного на фиг.1, является способ, при котором на кремниевую подложку 101 p+ - типа с концентрацией примеси более 10¹⁸ см^-3, методом эпитаксии наращивают слой умножения 102 толщиной 5 - 7 мкм, выполненный из кремния p-типа с концентрацией примеси в 10¹⁵-10¹⁷ см^-3. На поверхности слоя умножения формируют по меньшей мере один лавинный усилитель 106, для чего в слое диэлектрика 103 и слое умножения 102 вытравливают выемку 104 глубиной 0,5 -2,5 мкм, закрывают ее боковые стенки слоем диэлектрика и заполняют выемку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с концентрацией примеси более 10¹⁸ см^-3 и типом проводимости, противоположном типу проводимости слоя умножения 102, после чего проводят диффузию этой примеси в слой умножения 102 для образования контактного слоя 105, при этом за пределами лавинного усилителя 106 формируется слой фотопреобразователя 107. На поверхности сильнолегированного поликристаллического кремния, заполняющего выемку 104 и слоя диэлектрика 103 формируют первый электрод 108, выполненный из прозрачного материала - ITO или AZO, а на нижней поверхности полупроводниковой подложки 101 формируют второй электрод 109, выполненный в виде пленки алюминия толщиной порядка 0,5-1,0 мкм.

ЛФД, показанный на фиг.1, работает следующим образом.

К электроду 108 относительно электрода 109 прикладывается положительное напряжение величиной, достаточной для возникновения в слое умножения 102 лавинного усилителя 106 процесса ударной ионизации, приводящего к умножению свободных носителей заряда.

Регистрируемый свет 100, падающий на поверхность фотопреобразователя 107, поглощается в этом слое и образует в нем свободные носители заряда: электроны и дырки. Свободные электроны, инициированные светом (фотоэлектроны) в фотопреобразователе 107, под воздействием суперпозиции электрических полей, одно из которых проникает из лавинного усилителя 106, а другое индуцируется в фотопреобразователе от первого электрода 108, дрейфуют в направлении слоя лавинного умножения 102 и далее умножаются в нем, формируя выходной сигнал фотодетектора, в то время как дырки уходят в подложку 101. Фотоэлектроны, инициированные светом в не обедненной области фотопреобразователя 107, собираются в обедненную область фотопреобразователя за счет диффузии, обусловленной возникающим в фотопреобразователе градиентом концентрации свободных электронов.

Для уменьшения влияния паразитных приповерхностных носителей заряда на работу лавинного усилителя его область умножения заглубляется относительно верхней поверхности области фотопреобразователя, путем вытравливания выемки 104 в слое умножения, на дне которой формируется контактный слой 105 лавинного усилителя 106. При этом попадание в область лавинного усилителя фотоносителей из объема фотопреобразователя от актуальных длинноволновых регистрируемых сигналов осуществляется эффективно, тогда как подток темновых носителей с поверхности раздела диэлектрик - фотопреобразователь затруднен.

На фиг. 2 схематически изображен поперечный разрез второго варианта заявляемого ЛФД, содержащего полупроводниковую подложку 201, слой умножения 202, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки с типом проводимости, аналогичным типу проводимости слоя умножения, слой диэлектрика 203, нанесенный на поверхность слоя умножения 202 выемку 204, заполненную сильнолегированным поликристаллическим кремнием, контактный слой 205, выполненный путем диффузии примеси из сильнолегированного поликристаллического кремния с типом проводимости, противоположным типу проводимости слоя умножения, заполняющего выемку 204 глубиной 0,5 - 2 мкм с образованием по меньшей мере, одного лавинного усилителя 206, и фотопреобразователя 207, располагаемого за пределами лавинного усилителя, замкнутую канавку 210 шириной от 1,5 до 2,0 мкм с глубиной, равной или большей толщины слоя умножения, но меньшей суммарной толщины подложки и слоя умножения и заполненную сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения, внутри которой размещаются лавинные усилители и фотопреобразователь, слой высокоомного материала 211 сформированный на поверхности сильнолегированного поликристаллического кремния, заполняющего выемку 104, прозрачный электрод 208, сформированный на поверхности слоя высокоомного материала 211 и слоя диэлектрика 202 и второй электрод 209, сформированный на полупроводниковой подложке 201.

Способ изготовления ЛФД, изображенного на фиг. 2, проиллюстрирован фигурами 2А, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G и 2H и заключается в последовательном выполнении следующих операций.

На кремниевую подложку 201 наносят слой умножения 202 того же типа проводимости, что и подложка (фиг.2А);

На поверхности слоя умножения 202 вытравливают замкнутую канавку 210 на глубину, равнуюили большую толщины слоя умножения, но меньшую суммарной толщины подложки и слоя умножения для формирования внутри неефотодетектора и заполняют эту канавку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения 202 (фиг.2B);

На поверхность слоя умножения 202 и канавки 209 наносят диэлектрический слой 203 (фиг.2C);

В слое умножения формируют одну или несколько областей лавинного усилителя 206 путем вытравливания выемки 204 глубиной 0,5 - 2,5 мкм в диэлектрическом слое 203 и слое умножения 202, формирования слоя диэлектрика на боковых поверхностях выемки 204 и заполнения выемки слоем сильнолегированного поликристаллического кремния (фиг.2D);

Контактный слой 205, формируют путем диффузии примеси из сильнолегированного поликристаллического кремния с типом проводимости, противоположном типу проводимости слоя умножения, заполняющего выемку 204, с образованием по меньшей мере, одного лавинного усилителя 206 и фотопреобразователя 207, располагаемого за пределами лавинного усилителя. (Фиг. 2E);

На поверхности сильнолегированного поликристаллического кремния, заполняющего выемку 104, формируют слой высокоомного материала 211. (Фиг. 2F);

На поверхности слоя высокоомного материала 211 и слоя диэлектрика 203 формируют первый электрод 208 из прозрачного проводящего материала (Фиг. 2G);

На нижней поверхности полупроводниковой подложки 201 формируют второй электрод 209 (фиг.2H).

Примером изготовления ЛФД, изображенного на фиг.2, является способ, при котором на кремниевую подложку 201 p+ - типа с концентрацией примеси более 10¹⁸ см^-3, методом эпитаксии наращивают слой умножения 202, выполненный из кремния p-типа с концентрацией примеси в 10¹⁵-10¹⁷ см^-3 толщиной 5 - 7 мкм. Далее на поверхности слоя умножения 202 вытравливают замкнутую канавку 210 шириной от 1,5 до 2,0 мкм на глубину, равную или большую толщины слоя умножения, но меньшую суммарной толщины подложки и слоя умножения для формирования внутри нее фотодетектора и заполняют эту канавку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения 202. На поверхности слоя умножения 202 формируют по меньшей мере один лавинный усилитель 205, для чего в слое диэлектрика и слое умножения вытравливают выемку глубиной 0,5 -2,5 мкм, закрывают ее боковые стенки слоем диэлектрика, заполняют выемку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с концентрацией примеси более 10¹⁸ см^-3 и типом проводимости, противоположном типу проводимости слоя умножения 202, после чего проводят диффузию этой примеси в слой умножения 202 для образования контактного слоя 205, при этом за пределами лавинного усилителя 206формируется слой фотопреобразователя 207. На поверхности сильнолегированного поликристаллического кремния, заполняющего выемку 104, формируют слой высокоомного материала 211 из высокоомного поликристаллического кремния. На поверхности слоя высокоомного материала 211 и слоя диэлектрика 203 формируют первый электрод 207 из прозрачного проводящего материала - ITO или AZO, а на нижней поверхности подложки 201 формируют второй электрод 208, выполняемый в виде пленки алюминия толщиной 0,5-1,0 мкм.

Особенностью работы варианта ЛФД, изображенного на фиг. 2, снабженного замкнутой канавкой 210, является подавление подтока паразитных носителей заряда, попадающих в лавинный усилитель прибора из соседних с ним областей. Для эффективного подавления таких паразитных токов канавка глубиной, превышающей толщину слоя умножения, заполнена сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения. Результатом уменьшения темнового тока ЛФД является дополнительное улучшение пороговой чувствительности.

Слой высокоомного материала 211, расположенный на поверхности сильнолегированного поликристаллического кремния, заполняющего выемку 104, обеспечивает отрицательную обратную связи при формировании лавины и позволяет реализовывать высокие коэффициенты умножения, в частности при работе в т.н. Гейгеровском режиме.

1. Способ изготовления лавинного фотодетектора, включающий следующие операции:

- на всей поверхности полупроводниковой подложки формируют слой умножения;

- на всю поверхность слоя умножения наносят слой диэлектрика;

- на части верхней поверхности слоя умножения и слоя диэлектрика формируют по меньшей мере один лавинный усилитель, для чего в слое диэлектрика и слое умножения вытравливают выемку, боковые стенки которой покрывают слоем диэлектрика,

- формируют контактный слой упомянутого лавинного усилителя путем заполнения выемки сильнолегированным поликристаллическим кремнием с типом проводимости, противоположным проводимости слоя умножения, с последующей диффузией из области поликристаллического кремния в слой умножения, и фотопреобразователь, образующийся вне выемки;

- на поверхность контактного слоя и слоя диэлектрика наносят первый электрод из прозрачного материала;

- на нижней поверхности полупроводниковой подложки формируют второй электрод.

2. Способ изготовления лавинного фотодетектора, включающий следующие операции:

- на всей поверхности полупроводниковой подложки формируют слой умножения;

- на поверхности слоя умножения вытравливают замкнутую канавку на глубину, равную или большую толщины слоя умножения, но меньшую суммарной толщины подложки и слоя умножения для формирования внутри нее фотодетектора;

- заполняют канавку сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения;

- на всю поверхность слоя умножения наносят слой диэлектрика;

- внутри замкнутой канавки формируют по меньшей мере один лавинный усилитель, для чего в слое диэлектрика и слое умножения вытравливают выемку, боковые стенки которой покрывают слоем диэлектрика;

- формируют контактный слой упомянутого лавинного усилителя путем заполнения выемки сильнолегированным поликристаллическим кремнием с типом проводимости, противоположным проводимости слоя умножения, с последующей диффузией из области поликристаллического кремния в слой умножения и фотопреобразователь, образующийся вне вытравленной области;

- на поверхность контактного слоя наносят высокоомный слой;

- на поверхность высокоомного слоя и слоя диэлектрика наносят первый электрод из прозрачного материала;

- на нижней поверхности полупроводниковой подложки формируют второй электрод.

3. Способ по пп.1, 2, отличающийся тем, что полупроводниковую подложку выполняют из низкоомного материала.

4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что подложку и слой умножения выполняют из одинакового полупроводникового материала.

5. Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что слой умножения на поверхности подложки формируют методом эпитаксии.

6. Способ по пп. 1-5, отличающийся тем, что в слое диэлектрика и слое умножения вытравливают выемку глубиной 0,5-2,5 мкм.

7. Способ по пп. 2-6, отличающийся тем, что замкнутую канавку выполняют шириной от 1,5 до 2,0 мкм.

8. Способ по пп. 2-6, отличающийся тем, что до нанесения первого электрода на контактный слой лавинного усилителя наносят высокоомный слой.

9. Лавинный фотодетектор, изготовленный по способу согласно п. 1, содержащий:

- полупроводниковую подложку;

- слой умножения, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки;

- диэлектрический слой, нанесенный на всю поверхность слоя умножения;

- контактный слой, сформированный путем диффузии из сильнолегированного поликристаллического кремния с типом проводимости, противоположным проводимости слоя умножения, заполняющим вытравленную область слоя умножения, боковая поверхность которой покрыта слоем диэлектрика, с образованием по меньшей мере одного лавинного усилителя и фотопреобразователя за пределами контактного слоя;

- первый электрод из прозрачного материала, нанесенный на поверхность контактного и диэлектрического слоя;

- второй электрод, сформированный на нижней поверхности полупроводниковой подложки.

10. Лавинный фотодетектор по п. 9, отличающийся тем, что в слое диэлектрика и слое умножения глубина вытравленной выемки составляет 0,5-2,5 мкм.

11. Лавинный фотодетектор, изготовленный по способу согласно п. 2, содержащий:

- полупроводниковую подложку;

- слой умножения, нанесенный на всю поверхность полупроводниковой подложки;

- диэлектрический слой, нанесенный на всю поверхность слоя умножения;

- первый электрод из прозрачного материала, нанесенный на поверхность контактного и диэлектрического слоя;

- второй электрод, сформированный на нижней поверхности полупроводниковой подложки;

- замкнутую канавку с глубиной, равной или большей толщины слоя умножения, но меньшей суммарной толщины подложки и слоя умножения и заполненную сильнолегированным поликристаллическим кремнием с таким же типом проводимости, как у слоя умножения, внутри которой размещаются по меньшей мере один лавинный усилитель и фотопреобразователь.

12. Лавинный фотодетектор по п. 11, отличающийся тем, что в слое диэлектрика и слое умножения глубина вытравленной выемки составляет 0,5-2,5 мкм.

13. Лавинный фотодетектор по п. 12, отличающийся тем, что канавка выполнена шириной от 1,5 до 2,0 мкм.

Настоящее изобретение относится к области оптического обнаружения и, в частности, обнаружения световых пятен, отражаемых или излучаемых объектами, с целью позиционирования объектов в трехмерном пространстве.

Сегнетоэлектрический фотоприемник // 2728256

Использование: для создания одно- или многоэлементных приемников излучения с фоточувствительными элементами на основе структуры с фотодиэлектрическим эффектом. Сущность изобретения заключается в том, что сегнетоэлектрический фотоприемник содержит расположенную на подложке пленку, на основе поляризованного сегнетоэлектрика, электродные покрытия, причем с верхней стороны пленки оно оптически полупрозрачное, согласно изобретению пленка выполнена из диэлектрического связующего и титаната бария, а подложка из диэлектрического связующего и суспензии люминофора, причем пленка и подложка расположены между электродными покрытиями, а с нижней стороны подложки электродное покрытие полупрозрачное в жесткой ультрафиолетовой и мягкой рентгеновской областях спектра.

Устройство фотовольтаики // 2728247

Изобретение относится к составам покрытий полупроводниковых материалов и решает задачу увеличения эффективности захвата излучения солнечной батареей на длинах волн 440±10 нм и в диапазоне от 900 до 1700 нм.

Способ изготовления фотодиодов средневолнового ик-диапазона спектра // 2726903

Изобретение относится к оптоэлектронной технике, а именно к способам изготовления полупроводниковых приборов, предназначенных для детектирования инфракрасного (ИК) излучения при комнатной или иной рабочей температуре.

Теплоотражающий фотоэлектрический модуль // 2725676

Данное изобретение относится к фотоэлектрическому модулю в виде ламината, который демонстрирует систему фотоэлементов, имеющую герметизирующий слой на тыльной стороне и на лицевой стороне, барьерный слой, расположенный на тыльном герметизируем слое и на лицевом герметизирующем слое, первый SiOx слой, основной веб-слой, второй SiOx слой, необязательный слой фотолака, клеевой слой и слой стекла, причем серебряное низко-Э покрытие расположено в одном или между двумя лицевыми слоями, таким образом, защищая чувствительное к коррозии серебряное покрытие с низкой эмиссионной способностью (низко-Э покрытие) от действия влаги.

Способ изготовления фотопреобразователя // 2725521

Изобретение относится к полупроводниковой технике, а именно к способам изготовления трехкаскадных фотопреобразователей. Способ изготовления фотопреобразователя, согласно изобретению, включает формирование контактной металлизации на фронтальной и тыльной поверхностях многослойной полупроводниковой структуры Ga(In)As/GaInP/Ga(In)As/Ge, выращенной на германиевой подложке, вытравливание мезы, вжигание контактов, разделение полупроводниковой структуры на чипы дисковой резкой, удаление контактного слоя многослойной полупроводниковой структуры химико-динамическим травлением в водном растворе гидроокиси тетраметиламмония и перекиси водорода при количественном соотношении гидроокиси тетраметиламмония 0,3÷0,7 масс.

Фотодетектор с управляемой передислокацией максимумов плотности носителей заряда // 2723910

Изобретение относится к области оптоэлектроники, а именно - к быстродействующим интегральным фотодетекторам на основе полупроводниковых материалов типа AIIIBV. Для увеличения быстродействия при сохранении высокой чувствительности в фотодетектор с управляемой передислокацией максимумов плотности носителей заряда, содержащий полуизолирующую подложку, полупроводниковую область поглощения оптического излучения, высоколегированные приконтактные области n и р типов проводимости, соединенные с ними первый и второй металлические электроды, введены управляющий р-n переход, который образован нижней узкозонной GaAs-областью р-типа проводимости и верхней широкозонной AlGaAs-областью n-типа проводимости, высоколегированная приконтактная подобласть р-типа проводимости, первая управляющая металлическая шина, нижняя LT-GaAsSb и верхняя LT-InGaAs области рекомбинации с малым временем жизни и низкой подвижностью носителей заряда, широкозонная AlGaAs-область n-типа проводимости, вторая управляющая металлическая шина, расположенная над широкозонной AlGaAs-областью n-типа проводимости и образующая с ней управляющий переход Шоттки.

Солнечный элемент // 2721313

Изобретение относится к солнечному элементу, содержащему первый слой, имеющий расположенные в шахматном порядке области, содержащие фотоэлектрический слой, и области, содержащие по меньшей мере отражающий слой; второй слой, расположенный над первым слоем и на расстоянии от него, причем второй слой имеет расположенные в шахматном порядке области, имеющие фотоэлектрический слой, и отверстия, причем отверстия второго слоя совпадают с областями первого слоя, имеющими фотоэлектрический слой; слой зажигательного стекла, расположенный над вторым слоем и на расстоянии от него, причем имеющие фотоэлектрический слой области как первого, так и второго слоев, а также области, имеющие по меньшей мере отражающий слой, обращены к слою зажигательного стекла; и третий слой, расположенный между первым и вторым слоями, предпочтительно расположенный на втором слое, причем третий слой имеет расположенные в шахматном порядке области, имеющие фотоэлектрический слой, и отверстия, причем отверстия третьего слоя совпадают с отверстиями второго слоя, и области третьего слоя, имеющие фотоэлектрический слой, обращены к первому слою.

Способ изготовления фотопреобразователя // 2721161

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к способу изготовления фотопреобразователей, и может быть использовано в электронной промышленности для преобразования световой энергии в электрическую энергию.

Базовый модуль солнечной батареи // 2720479

Изобретение относится к области электронной техники, а именно к полупроводниковым фотопреобразователям. Базовый модуль солнечной батареи включает прямоугольную подложку и расположенный на ней источник электроэнергии в виде одного или нескольких солнечных элементов с разнополярными выводами.

Способ изготовления фотопреобразователя // 2730050

Изобретение относится к электрическому оборудованию, в частности к полупроводниковым приборам, а именно к фотопреобразователям. Способ изготовления фотопреобразователя включает создание на германиевой подложке с выращенными эпитаксиальными слоями трехкаскадной структуры GaInP / GaInAs / Ge фоторезистивной маски с рисунком лицевых контактов, напыление лицевых контактов, удаление фоторезиста, напыление слоев тыльной металлизации, отжиг контактов, напыление просветляющего покрытия, резка структуры в размер.