ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ДИАПАЗОНА Российский патент 2018 года по МПК H01L31/09 

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, а именно к области преобразования ВУФ (вакуумного ультрафиолетового излучения) в электричество, и может быть использовано для измерения ВУФ излучения в диапазоне длин волн 170-200 нм.

Известен полупроводниковый фотопреобразователь [1]. Недостатком этого фотопреобразователя является невозможность его работы в диапазоне длин волн излучения менее 220 нм.

Известна конструкция фотовольтаического приемника ультрафиолетового диапазона [2]. Фотовольтаический приемник содержит алмазную подложку в виде пластины с нанесенными на нее металлическими контактами. На подложку из природного алмаза с концентрацией азота 1×10¹⁹ см^-3 методом напыления в вакууме наносятся контакты из алюминия с подслоем титана.

Функционирование фотовольтаического приемника на основе алмаза, полученного описанным выше способом, основано на разделении носителей на контакте металл - полупроводник. Один из типов разделенных носителей накапливается в потенциальной яме, создаваемой внешним источником напряжения под электродом диода Шоттки. Недостатком этого фотовольтаического приемника является то, что на длинах волн ~170 нм чувствительный элемент будет иметь значительное поглощение УФ-излучения в тонком слое не более 30 нм.

Задачей и техническим результатом данного изобретения является расширение УФ-диапазона фотовольтаического преобразователя в сторону коротких волн до 170 нм.

Технический результат достигается тем, что в состав фотопреобразователя входит алмазная гомоэпитаксиальная структура и дополнительно введенный нагревающий элемент, для обеспечения работы алмазной структуры при температуре 300°C. Гомоэпитаксиальная структура фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) представляет собой подложку из HPHT (HighPressureHighTemperature) алмаза p-типа сильно легированного бором, на которую нанесена алмазная CVD-пленка (ChemicalVaporDeposition) типа IIa толщиной ~10 мкм. На чертеже изображен высокотемпературный фотопреобразователь, где 1 - фотопреобразователь, содержащий гомоэпитаксильную структуру, 2 - нагревающий элемент.

Нагрев фотопреобразователя до температуры 300°C обеспечивает большую концентрацию носителей в слое p-типа для компенсации эффекта вытеснения электрического поля из области поглощения излучения в алмазной CVD-пленке.

Источники информации

1. Сычик В.А. Фотовольтаический преобразователь. Патент BY №2080690, H01L 31/04. Опубл. 27.05.1997.

2. Алтухов А.А. Фотовольтаический приемник ультрафиолетового диапазона на основе алмаза. Патент RU №2270494, H01L 31/18. Опубл. 31.07.2003.

Изобретение относится к области преобразования вакуумного ультрафиолетового излучения (ВУФ) в электричество и регистрации ВУФ излучения. Предложен высокотемпературный фотопреобразователь ультрафиолетового диапазона, содержащий чувствительный элемент на основе синтетического алмаза, при этом конструкция преобразователя содержит гомоэпитаксиальную структуру, представляющую собой подложку из НРНТ алмаза р-типа, сильно легированного бором, с нанесенной алмазной CVD-пленкой типа IIa толщиной ~10 мкм, и дополнительно введенный нагревающий элемент для обеспечения рабочей температуры УФ преобразователя до температуры 300°C. Изобретение обеспечивает расширение УФ-диапазона фотовольтаического преобразователя в сторону коротких волн до 170 нм. 1 ил.

Высокотемпературный фотопреобразователь ультрафиолетового диапазона, содержащий чувствительный элемент на основе синтетического алмаза, отличающийся тем, что конструкция преобразователя содержит гомоэпитаксиальную структуру, представляющую собой подложку из НРНТ алмаза р-типа, сильно легированного бором, с нанесенной алмазной CVD-пленкой типа IIa толщиной ~10 мкм, и дополнительно введенный нагревающий элемент для обеспечения рабочей температуры УФ преобразователя до температуры 300°C.