Способ изготовления фотопреобразователя

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления фотопреобразователя с повышенным коэффициентом полезного действия (КПД).

Известен способ изготовления фотопреобразователя [заявка на изобретение №1168070 Япония, МКИ H01L 31/04] путем формирования на стеклянной подложке слоев CdS и CdTe или CdS CuInSe₂ и контакты к этим слоям. Контакты создают путем нанесения пасты, содержащее порошок Cu с размерами частиц 0,5-50 мкм, в котором добавлен порошок Cu с размерами частиц 0,1 мкм в количестве 50⋅10^-4 масс. %. Затем пасту впекают при низкой температуре.

В таких приборах наблюдаются повышенные значения токов утечек и ухудшения параметров.

Известен способ изготовления фотопреобразователя [заявка на изобретение №1138765 Япония, МКИ H01L 31/10] путем применения плазмохимического осаждения из паровой фазы для создания pin-структуры и использования слоев аморфного Si_1-xC_x:H, легированного фосфором. После напыления прозрачного электрода формируют pin-структуру: в ректоре 1 осуществляется формирование i-слоя, который завершается в реакторе 2, где производится формирование n-слоя.

Недостатками способа являются:

- низкий КПД;

- низкая технологичность;

- высокие значения токов утечек.

Задача, решаемая изобретением: повышение КПД, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Задача решается формированием в pin-структуре i-слоя на основе арсенида индия InGaAs между GaAs и AlGaAs на подложках GaAs, при давлении 4⋅10^-7-10^-8 Па, температуре 600-800°С и скорости роста 2 , с концентрацией N_A=10¹²-10¹³ см^-3.

Технология способа состоит в следующем: в pin-структуре выращивают i-слой из арсенида индия InGaAs, с концентрацией N_A=10¹²-10¹³ см^-3 при давлении 4⋅10^-7-10^-8 Па, температуре 600-800°С и скорости роста 2 .

Активный слой InGaAs заключен между слоями n - GaAs и р - AlGaAs. Активная область представляет собой последовательность нескольких слоев InGaAs - толщиной 2-3 нм. Использование нескольких слоев позволяет локализовать носители заряда в тонком слое активной области, увеличив вероятность рекомбинации, и, кроме того, свести до минимума поглощение излучения в полупроводниковой структуре, обеспечив тем самым высокий внешний квантовый выход. Образуется слой InGaAs, который способствует снижению механических напряжений за счет обеспечения согласования решеток GaAs и AlGaAs.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы фотоэлектрические преобразователи.

Результаты обработки представлены в таблице.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, изготовленных в оптимальном режиме, увеличился на 22,1%.

Технический результат: повышение КПД преобразования, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предложенный способ изготовления фотопреобразователя путем формирования в pin-структуре i-слоя на основе арсенида индия InGaAs между GaAs и AlGaAs на подложках GaAs, при давлении 4⋅10^-7-10^-8 Па, температуре 600-800°С и скорости роста 2 позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.