×
29.06.2019
219.017.9d63

ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области производства твердотельных фоточувствительных полупроводниковых приборов, а именно к области производства преобразователей мощности света в электрический ток, и может быть использовано при изготовлении указанных приборов. Фотопреобразователь содержит подложку с областями р- и n-типа проводимости, образующими р-n-переход, и соединенные с р-n-переходом полосковые омические контакты на лицевой поверхности. При этом фотопреобразователь содержит в приповерхностном слое со стороны лицевой поверхности совокупность параллельно соединенных р-n-переходов, суммарная площадь которых меньше площади лицевой поверхности, а расстояние между соседними р-n-переходами меньше толщины подложки. Предлагаемое изобретение обеспечивает повышение напряжения холостого хода фотопреобразователя. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области разработки и производства фотопреобразователей света и может быть использовано для преобразования мощности света в электрическую мощность.

Известны конструкции фотопреобразователей на основе использования пластин монокристаллического кремния, содержащих разделенные сплошным p-n-переходом области p- и n-типа проводимости и полосковый омический контакт на лицевой поверхности, предназначенной для приема падающего излучения (см., например, С. Зи, Физика полупроводниковых приборов, Москва, МИР, 1984, том 2, глава 14). Недостатком таких фотопреобразователей является невысокая эффективность преобразования из-за относительно малых значений напряжения холостого хода (порядка 0,6 В).

В качестве прототипа предлагаемой конструкции выбран кремниевый фотопреобразователь с изотипным р+-р - переходом на тыльной поверхности фотопреобразователя (Mandelkorn J., Lamneck J.H., Conf. Rec. 9th JEEE Photovoltaic Spec. Conf., JEEE N.Y. 1972, p.66). Наличие изотипного перехода на тыльной стороне фотопреобразователя приводит к повышению напряжения холостого хода благодаря возрастанию тока короткого замыкания, уменьшению рекомбинационного тока тылового контакта и появлению дополнительного потенциального барьера между p- и p+-областями. Использование этого технического решения позволило повысить напряжение холостого хода кремниевых фотопреобразователей до 0,65 В, что однако все же меньше теоретического предела в 1,2-1,3 раза.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение напряжения холостого хода фотопреобразователя.

Поставленный технический результат реализуется таким образом, что в известной конструкции, содержащей подложку с областями p- и n-типа проводимости, образующими p-n-переход со стороны лицевой поверхности, предназначенной для приема падающего излучения, и соединенные с p-n-переходом полосковые омические контакты на лицевой поверхности, фотопреобразователь содержит со стороны лицевой поверхности совокупность параллельно соединенных p-n-переходов, суммарная площадь которых меньше площади лицевой поверхности, а расстояние между соседними p-n-переходами меньше толщины подложки.

На фиг.1 и фиг.2 представлена схематическая конструкция фотопреобразователя.

На фиг.1 показан вид сверху, со стороны лицевой поверхности, а на фиг.2 показано поперечное сечение фотопреобразователя по линии А-А в соответствии с данным изобретением. Здесь 1 - подложка фотопреобразователя (как правило, дырочной проводимости), 2 - совокупность областей противоположного по сравнению с подложкой типа проводимости (как правило электронной проводимости), 3 - полоски омического контакта, 4 - лицевая поверхность для приема падающего излучения, 5 - просветляющий слой, 6 - сильнолегированный слой того же типа проводимости, что и подложка, 7 - тыльный омический контакт.

Расстояние между p-n-переходами, связанными с полосками лицевого омического контакта, L.

Фотопреобразователь работает следующим образом. Известно, что напряжение холостого хода Uxx фотопреобразователя, у которого площадь p-n-перехода и площадь приемной лицевой поверхности практически совпадают, определяется формулой

где Iкз - ток короткого замыкания, возникающий при освещении фотопреобразователя;

I0 - обратный ток p-n-перехода.

В предложенной конструкции обратный ток перехода уменьшается, по крайней мере, в n-раз,

где

Здесь Sp-n-переходов - суммарная площадь совокупности p-n-переходов

Sлиц. поверхности - площадь лицевой поверхности.

В этом случае напряжение холостого хода для предлагаемой конструкции будет равно

где I0 - обратный ток фотопреобразователя, у которого площадь p-n-перехода практически совпадает с площадью лицевой поверхности.

Увеличение напряжения холостого хода в предложенной конструкции по сравнению с известной равно

Приведем количественную оценку. Например, даже при n=10 ΔUxx=0,06 B, т.е. напряжение холостого хода увеличится на 10%. Кроме того возрастание напряжения холостого хода в предложенной конструкции связано с тем, что поскольку все области переходов закрыты контактными полосками и светом не облучаются, в предложенной конструкции используется изотипный сильнолегированный (поверхностная концентрация 1020-1021 см-3) переход, что, как известно, также увеличивает напряжение холостого хода за счет дополнительного потенциального барьера. В обычных конструкциях фотопреобразователей такая высокая концентрация недопустима из-за Оже-рекомбинации в n+-области для фотопреобразователей, в которых используется базовая область р-типа или в р+-области для фотопреобразователей, в которых используется базовая область n-типа.

Для того чтобы в предложенной конструкции не уменьшился ток короткого замыкания, необходимо, чтобы расстояние L между p-n-переходами, связанными с контактными полосками, было, по крайней мере, меньше двух диффузионных длин неравновесных носителей заряда для обеспечения их эффективного сбора. В действительности в разработанной конструкции расстояние L выбирается меньше толщины подложки.

Были созданы макеты фотопреобразователей согласно описанию данной заявки. Макеты изготавливались на кремнии с проводимостью p-типа, с удельным сопротивлением 10 Ом, с диффузионной длиной 400 мкм. Толщина пластин составляла 300 мкм. Ширина n+-областей была равна 7 мкм, расстояние L между p-n-переходами, связанными с контактными полосками, составляло 150 мкм. Рассчитанная величина фактора n при этом равна 22,4. Напряжение холостого хода по сравнению с контрольными образцами со сплошным p-n-переходом увеличилось на 13,5%.

Новизна предложенной конструкции и изобретательский уровень заключаются в том, что вместо сплошного p-n-перехода, сформированного на подложке со стороны лицевой поверхности в известной конструкции, используется совокупность параллельно соединенных p-n-переходов, суммарная площадь которых существенно меньше площади лицевой поверхности, предназначенной для приема падающего излучения, а расстояние между соседними p-n-переходами меньше толщины подложки.

Фотопреобразователь, содержащий подложку с областями р- и n-типа проводимости, образующими р-n-переход, и соединенные с р-n-переходом полосковые омические контакты на лицевой поверхности, предназначенной для приема падающего излучения, отличающийся тем, что фотопреобразователь содержит в приповерхностном слое со стороны лицевой поверхности совокупность параллельно соединенных р-n-переходов, суммарная площадь которых меньше площади лицевой поверхности, а расстояние между соседними р-n-переходами меньше толщины подложки.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-7 из 7.
20.02.2013
№216.012.287b

Способ диффузии бора в кремний

Изобретение относится к технологии создания полупроводниковых приборов, в частности к области конструирования и производства мощных биполярных кремниевых СВЧ-транзисторов. Техническим результатом изобретения является воспроизводимость процесса диффузии бора в кремний. Сущность изобретения: в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475883
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.03.2019
№219.016.e6e9

Способ изготовления свч мощных полевых ldmos транзисторов

Изобретение относится к электронной полупроводниковой технике. Сущность изобретения: в способе изготовления СВЧ мощных полевых LDMOS-транзисторов, включающем формирование первичного защитного покрытия на лицевой стороне исходной кремниевой подложки с верхним высокоомным и нижним...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002364984
Дата охранного документа: 20.08.2009
19.04.2019
№219.017.2ec8

Модуль активной фазированной антенной решетки

Изобретение относится к области радиолокационной техники, в частности к активным фазированным решеткам. Техническим результатом изобретения является возможность создания 4-х канального модуля с малыми габаритными размерами при высокой воспроизводимости электрических характеристик и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002380803
Дата охранного документа: 27.01.2010
19.04.2019
№219.017.304c

Способ изготовления полупроводникового прибора

Изобретение относится к области полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении таких приборов как, например, гетеропереходные полевые транзисторы (НЕМТ), биполярные транзисторы (BJT), гетеробиполярные транзисторы (НВТ), p-i-n диоды, диоды с барьером Шотки и многие другие....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002368031
Дата охранного документа: 20.09.2009
19.04.2019
№219.017.3305

Способ контроля дефектности и упругой деформации в слоях полупроводниковых гетероструктур

Использование: для контроля дефектности и упругой деформации в слоях полупроводниковых гетероструктур. Сущность: заключается в том, что с помощью рентгеновской дифрактометрии при использовании скользящего первичного рентгеновского пучка получают ассиметричное отражение от кристаллографических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002436076
Дата охранного документа: 10.12.2011
09.06.2019
№219.017.7707

Интегральный повторитель напряжения

Изобретение относится к электронике, а именно к повторителям напряжения для усиления тока и преобразования импеданса в цепях электронных устройств, выполненным по интегральной технологии. Технический результат заключается в повышении быстродействия и точности. Устройство содержит первый-третий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002289199
Дата охранного документа: 10.12.2006
29.06.2019
№219.017.9c1a

Фотопреобразователь

Фотопреобразователь содержит диэлектрическую подложку, включенные последовательно слои монокристаллического кремния, с участками различного типа проводимости. Слои монокристаллического кремния толщиной 5-15 мкм расположены планарно на диэлектрической подложке и изолированы друг от друга....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002345445
Дата охранного документа: 27.01.2009
Показаны записи 1-2 из 2.
10.08.2015
№216.013.69d4

Способ определения толщины металлических пленок

Изобретение относится к измерительной технике. Способ контроля состава материала при формировании структуры заключается в том, что в процессе формирования слоя осуществляют измерение эллипсометрических параметров Δ и ψ. Предварительно определяют эллипсометрическим методом с использованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558645
Дата охранного документа: 10.08.2015
29.06.2019
№219.017.9c1a

Фотопреобразователь

Фотопреобразователь содержит диэлектрическую подложку, включенные последовательно слои монокристаллического кремния, с участками различного типа проводимости. Слои монокристаллического кремния толщиной 5-15 мкм расположены планарно на диэлектрической подложке и изолированы друг от друга....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002345445
Дата охранного документа: 27.01.2009
+ добавить свой РИД