Способ изготовления фотоприемного устройства Советский патент 1993 года по МПК H01L31/00 

Изобретение относится к оптоэлектро- нике и может быть использовано при изготовлении фотоприемных устройств на основе германия, предназначенных для регистрации излучения в средней и дальней инфракрасной областях.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства в средней и дальней инфракрасной областях и стабильности выходных параметров при сохранении про- стоты изготовления, а также .повышение чувствительности в фотовольтаическом режиме и повышение чувствительности при наличии внешнего напряжения.

При м е р 1. Фотоприемное ycтpoйctвo в виде фотоактивного контакта свинец-германий изготавливают с использованием германия марки ГЭС с удельным сопротивлением 5 Ом см и свинца марки СОООО Предварительно производят травление, промывку и сушку германиевой подложки. Затем на подложку помещают навеску свинца массой 0,05 г на 1 мм площади контакта. Вплавление производят в вакууме при максимальной температуре 1073 К. Охлажде- ние производят со скоростью 0,8 град/с. Омический {не фотоактивный) контакт к германиевой подложке изготавливают из сплава свинца сЗ % сурьмы. При температуре 77 К фотоответ в фотоаольтаическом режиме достигает 0,5 мВ / Вт дли излучения с Дли ной волны 10,6 мкм. При наличии внешнего смещения ( 4 В) при температуре 77 К фотоответ достигает 0,1 В/Вт для излучения с Длиной вОлны 10,6 мкм. Инерционность фо- тоответа во всех случаях не превышает 5 с.Испытания, проведенные на германии марки ГЭС и. ГДГ с удельным сопротивлением 1-10 Ом см, показывают, что указанные выше условия изготовления фо- тоактивного контакта близки к оптимальным.

П р и м е р 2. Фотоприемное устройство изготавливают так же, как в примере 1, за исключением того, что навеску свинца массой 0,1 г помещ-ают на площадь контакта 1 мм . Вплавление производят при температуре 973 К, а охлаждение - со скоростью 0,016 град/с. Фотоответ при 77 К для излу- ченияс длиной волны 10,бмкм достигаете.1 мВ/Вт в фотовольтаическом режиме.

П р и м е р 3. Фотоприемное устройство изготавливают так же, как е примере 1, за исключением того, что навеску свинца массой 0,01 г помещают на площадь контакта 1 мм. Вплавление производят при температуре 1173 К, а охлаждение - со скоростью 1,6 град/с, Фотоответ при 77 К для излучения с длиной волны 10,6 мкм достигает 0,1 мВ/Вт в фотовольтаическом режиме.

Прим ер 4, Фотоприемное устройство в виде фотоактивного контакта олово-германий изготавливают с использованием германия марки ГЭС с удельным сопротивлением 5 Ом см и олова марки ОВЧ-0000. Предварительно производят травление, промывку и сушку германиевой подложки. Затем на подложку помещают навеску олова массой 0.05 г на 1 мм площади контакта, Вплавлание олова в германий производят при температуре 923 К на воздухе. Охлаждение производят со скоростью 60 град/с. Омический контакт к германию изготавливают из сплава олова сЗ % сурьмы, При температуре 77 К фотоответ в фотовольтаическом режиме достигает 30 мВ/Вт для излучения с длиной волны 10,6 мкм. Инерционность фотоответа во всех случаях не превышает 5 -10 -W с. Приведенные условия изготовления устройства близки к оптимальным.

Пример 5. Фотоприемное устройство изготавливают так же, как в примере 4, за исключением того, что охлаждение производят со скоростью 0,5 град/с. При температуре 77 К при наличии внешнего напряжения величиной 5 В фотоот зет достигает 20 В/Вт для излучения с длиной волны 10,6 мкм, Инерционность ответа, по которой оценивают стабил ьность параметров устройства, не превышает5 , Приведенныеус- ловия изготовления устройства близки к оптимальным. ,

П р им ер ы 6-9. Фотоприемные устройства изготавливают так же, как в примере 4, варьируя массу навески олова, температуру вплавления и скорость охлаждения. Фотоответ при температуре 77 К измеряют так же, как в примерах 4,5. Результаты измерений сведены в таблицу.

(56) Peilegrini Р. а. о. New6,5// Ml photodiodes for Schottky Barrier appiications.-Proc. Soc. Photo-Opt, lustrum Eng, 1982, N 311, p. p. 24-29.

Chan E.I. a. o. Infrared Optoelectronic Properties of Metal-(3ermamtum Schottky Barriers. - IEEE Trans. Electron Devices 1980. VED-27. № 1. p. p. 78-83.

Формула изобретения

1. Способ изготовления фотоприемного устройства преимущественно для инфракрасной области спектра, включающий фор- 5 мирование фотоактивного контакта путем нанесения на поверхность германиевой подложки слоя олова или свинца, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства в средней иЮ дальней инфракрасной областях и стабильности выходных параметров при сохранении простоты изготовлений, на поверхность германиевой подложки наносят слой олова или свинца из расчета 0,€ 1-0,1 г/мм при содержании в олове или свинца электрически активных примесей элементов 1П и V групп периодическойсистемы не более 10 . вплавляют нанесенное олово или свинец в

Редактор

Заказ 3184

Составитель Н.Мо анова

Техред М.МоргенталКорректор А.Козориз

ТиражПодписное

НПО Поиск Роспатента 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

германий, после чего производят охлаждение.

2.Способ поп. 1,отличающийся тем, что вплавление нанесенного свинца производят при температуре 973-1173 К, а охлаждение производят со скоростью 0,016-1,б град/с..

3.Способ по п. 1,0 тличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности в фотовольтаическом режиме, вплавление нанесенного олова производят при температуре К, а охлаждение производят со скоростью 20-100 град/с.

4.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что с целью повышения чувствительности при наличии внешнего напряжения, вплавление нанесенного олова производят при температуре 723-1123 К, а охлаждение производят со скоростью 0,032-1,0 град/с.

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано при изготовлении фотоприемных устройств на основе германия, преднаа- наченных для решстрации инфракрасного излучения в средней и дальней облааях Целью изобе- тения является повышение чувствительности устройств и стабильности выходных параметров при сохранении простоты изготовления. Для ;5того на поверхность германиевой лодложки наносят спой олова или Свинца из расчета 0.01-0.1 г/мм лри содержании в олове и свинце электрически активных примесей элементов 111 и V групп пе{ юдической системы не более . Затем вплавляот нанесенный металл в германий и гроизеодят охлаждение. Вллааление свища гроизводят в вакууме при TeMnepatype 973 - 1173 К а олэтаждение - со скоростью 0,016 - 1,6 град/С. С целью поилиения чувствительности в фотовольтаическом режиме нанесенный слой олова вплавлиот на воздухе при температуре 723 - 1123 К а охпаждеже производят со скоростью 20 - 100 град/с Для повышения чувствительности при наличии внешнего нафяже- ния.влпавление олова производят фи температуре 723 - 1123 К, а охлаждение - со скоростью 0,032 - 1,0 град/с Инерционнмть фотоответа, по которой оценивают стабильность параметров устройств, 8 -7 находится 8 пределах 5х 10-10 . Устройства делают преимущественно с использованием германия марок ГЭС и ГДГ с удельным сопротивлением t - 10 Ом см. 3 зяф-лы. 1 таба )«а ы .1 о 01 о 40