×
19.10.2019
219.017.d846

Многоэлементный фотоприемник

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002703497
Дата охранного документа
17.10.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Многоэлементный фотоприемник с тонкой фоточувствительной базой, включающий матрицу фоточувствительных элементов из одного из полупроводниковых материалов CdHgTe, InSb, InGaAs, QWIP, соединенную со схемой считывания индиевыми микроконтактами, с антиотражающим покрытием, обеспечивающим минимальное отражение в спектральном диапазоне чувствительности фотодиодов, отличающийся тем, что антиотражающее покрытие создают с уменьшенными механическими напряжениями последовательным вакуумным напылением кремния методом электронно-лучевого испарения со скоростью осаждения 0,08 нм/с и слоя фторида иттрия методом резистивного испарения со скоростью осаждения 0,7 нм/с. Изобретение обеспечивает возможность улучшения однородности параметров матричного фотоприемника в широком спектральном диапазоне, в том числе 1-3, 3-5, 8-14 мкм, в серийном производстве за счет повышения однородности распределения чувствительности по площади матриц. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к многоэлементным или матричным фотоприемникам (МФП) на основе полупроводниковых материалов, чувствительных в широком спектральном диапазоне, в том числе МФП с фоточувствительной базовой областью на основе различных полупроводниковых материалов, таких как CdxHg1-xTe, InSb, InGaAs, QWIP и других. Они широко используются в различных отраслях.

Предлагаемая конструкция МФП позволяет повысить выход годных и улучшить однородность параметров МФП в серийном производстве за счет антиотражающего покрытия с уменьшенными механическими напряжениями, которое создают последовательным напылением чередующихся слоев с низким и высоким показателем преломления с толщинами, обеспечивающими минимальное отражение в спектральном диапазоне чувствительности фотодиодов. МФП на основе различных полупроводниковых материалов, таких как CdxHg1-xTe, InSb, InGaAs, QWIP и других, включают матрицу фоточувствительных элементов (МФЧЭ) с тонкой базой, соединенной индиевыми микроконтактами с кремниевой большой интегральной схемой (БИС) считывания, на тыльной стороне матрицы фоточувствительных элементов формируют антиотражающее покрытие (АОП), обеспечивающее минимальное отражение в спектральном диапазоне чувствительности фотодиодов на основе используемого полупроводникового материала и, соответственно, минимальные потери падающего на МФП светового потока. Регистрируемое излучение падает на освещаемую сторону МФП, покрытую антиотражающим покрытием, и поглощается в базе полупроводниковых материалов. При поглощении излучения происходит генерация электрон-дырочных пар. Неосновные носители тока (для базы n-типа проводимости это дырки, а для базы р-типа проводимости это электроны) движутся к р-n переходам, генерируя в них фототоки, которые преобразуются в видео изображение.

В известном способе изготовления многоэлементного фотоприемника на основе антимонида индия [RU №2628449 от 16.08.2017 г.], включающем изготовление матрицы фоточувствительных элементов из антимонида индия с тонкой базой, соединенной со схемой считывания индиевыми микроконтактами, минимальное отражение в спектральном диапазоне чувствительности фотодиодов формируют магнетронным напылением сульфида цинка со скоростью осаждения 15-25 нм/мин.

Экспериментально установлено, что известному способу сопутствует существенный недостаток, заключающийся в том, что у некоторых МФП, изготовленных этим способом, наблюдаются области с пониженной чувствительностью. Нагревание МФП до 60-70°С приводит к возрастанию плотности этих дефектов по периметру фоточувствительной матрицы с увеличением длительности тепловой обработки. Об этот свидетельствует изображение тепловой картинки, полученной с использованием этих МФП и представленной на фиг. 1 (Фиг. 1. Изображение тепловой картинки, полученной с использованием МФП с фоточувствительной матрицей формата 640×512 из антимонида индия с антиотражающими покрытиями, сформированными магнетронным напылением сульфида цинка), после напыления АОП ZnS и нескольких последовательных процессов захолаживания и нагревания (15.5 ч. + 23 ч.), после нагревания в термостате 69.5 град 45 часов. Темные участки изображения однородной тепловой картинки соответствуют областям с пониженной чувствительностью.

Известно, что подбором материалов, методов напыления и скорости осаждения слоев, составляющих антиотражающее покрытие, можно получить покрытие с уменьшенными механическими напряжениями. При этом, для создания слоев необходимо найти материалы, не поглощающие излучение в используемом диапазоне длин волн, с высоким и низким показателем преломления.

Проведенные исследования показали, что антиотражающее покрытие, сформированное магнетронным распылением сульфида цинка со скоростью 15-25 нм/мин, обладает значительными механическими сжимающими напряжениями, под действием которых возможна деформация тонкой пластины фоточувствительного полупроводникового материала, опирающейся на жесткое основание через пластичные индиевые микроконтакты (столбики), и, как следствие, уменьшение эффективного времени жизни неосновных носителей тока из-за возрастания роли рекомбинационных процессов в местах наибольшего изгиба.

Относительное изменение кривизны поверхности тестовой пластины под действием механических напряжений, возникающих в процессе напыления антиотражающего покрытия, от скорости и способа формирования, представлено в таблице. Для магнетронного распыления характерны напряжения сжатия. Снижение скорости осаждения сульфида цинка в два раза позволяет незначительно уменьшить напряжения, но приводит к соответствующему увеличению времени напыления. Термические методы резистивного и электронно-лучевого испарения фторида иттрия и кремния, соответственно, позволяют уменьшить напряжения в пленках на порядок. Выбранные материалы прозрачны в диапазонах длин волн 1-3, 3-5, 8-14 мкм и обладают высоким, у кремния, и низким у фторида иттрия показателем преломления. Оптимизирование скорости напыления кремния и фторида иттрия позволяет свести к минимуму величины напряжений в антиотражающем покрытии и тем самым уменьшить механические воздействия на тонкую фоточувствительную область, а выбор толщин слоев с высоким и низким показателем преломления обеспечивает меньшее отражение, чем с использованием сульфида цинка в соответствующем диапазоне чувствительности используемого полупроводникового материала.

Обозначения: ЭЛИ - электронно-лучевое испарение, MP - магнетронное распыление, РИ - термическое резистивное испарение.

Целью настоящего изобретения является улучшение однородности параметров МФП с тонкой фоточувствительной базовой областью на основе различных полупроводниковых материалов, таких как CdxHg1-xTe, InSb, InGaAs, QWIP и других чувствительных в широком спектральном диапазоне, в том числе 1-3, 3-5, 8-14 мкм, в серийном производстве за счет повышения однородности распределения чувствительности по площади матриц, и, как следствие, повышение выхода годных.

Поставленная цель достигается тем, что в известном многоэлементном фотоприемнике, включающем матрицу фоточувствительных элементов с тонкой базой, соединенных с мультиплексором микроконтактами, на освещаемой стороне МФП создают антиотражающее покрытие с уменьшенными механическими напряжениями последовательным напылением чередующихся слоев с низким и высоким показателем преломления с толщинами, обеспечивающими минимальные отражение в спектральном диапазоне чувствительности фотодиодов на основе используемого полупроводникового материала.

Изображение однородной тепловой картинки, полученное с использованием МФП с фоточувствительной матрицей формата 640×512 из антимонида индия с антиотражающим покрытием, сформированным напылением трехслойного Si-YF3-Si, с уменьшенными механическими напряжениями после напыления АОП Si-YF3-Si и нескольких последовательных процессов охлаждения и нагревания (15.5 ч. + 23 ч.), после нагревания в термостате 69.5 град 45 часов, представлено на фиг. 2 (Фиг. 2. Изображение однородной тепловой картинки, полученное с использованием МФП с фоточувствительной матрицей формата 640×512 из антимонида индия с антиотражающим покрытием с уменьшенными механическими напряжениями после напыления АОП Si-YF3-Si и нескольких последовательных процессов охлаждения и нагревания (15.5 ч. + 23 ч.), после нагревания в термостате 69.5 град 45 часов

Примеры исполнения подтверждают улучшение однородности параметров МФП с тонкой фоточувствительной базовой областью на основе различных полупроводниковых материалов, таких как CdxHg1-xTe, InSb, InGaAs, QWIP и других, чувствительных в широком спектральном диапазоне, в том числе 1-3, 3-5, 8-14 мкм, как следствие, приводит к повышению выхода годных.


Многоэлементный фотоприемник
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 24.
10.04.2013
№216.012.32f9

Способ получения серобитумных композиций с пониженной эмиссией сероводорода и диоксида серы

Изобретение относится к области производства композиций, содержащих битум и серу, которые могут быть использованы в дорожном и другом строительстве. Технический результат: усовершенствование технологии получения серобитумных композиций, снижение эмиссии сероводорода и диоксида серы в процессе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478592
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.09.2013
№216.012.6912

Способ изготовления индиевых микроконтактов ионным травлением

Изобретение относится к технологии получения индиевых микроконтактов для соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц. Сущность изобретения: в способе изготовления индиевых микроконтактов пластину с матрицами БИС или фотодиодными матрицами защищают перфорированной в местах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492545
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.02.2014
№216.012.a1ee

Комплексная наноразмерная добавка для пенобетонной смеси

Изобретение относится к теплоизоляционным строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной наноразмерной добавки в технологии пенобетона. Комплексная наноразмерная добавка для пенобетонной смеси содержит, мас.%: золь гидроксида железа (III) с концентрацией Fe(OH)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507169
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.07.2014
№216.012.de97

Способ изготовления индиевых микроконтактов с помощью позитивного обращаемого фоторезиста

Использование: для получения индиевых микроконтактов и соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц. Сущность изобретения заключается в том, что на полупроводниковую пластину с металлическими площадками для формирования индиевых микроконтактов наносят слой позитивного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522769
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.deb8

Способ изготовления микроконтактов матричных фотоприемников

Изобретение относится к технологии получения индиевых микроконтактов для соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц. В способе изготовления микроконтактов матричных фотоприемников согласно изобретению формируют на пластине с матрицами БИС или фотодиодными матрицами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522802
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.10.2014
№216.012.fc64

Способ изготовления многоэлементного фотоприемника на основе эпитаксиальных структур ingaas/inp

Изобретение может быть использовано в системах лазерной локации, обнаружения лазерного излучения, ИК-спектрометрии, многоспектральных ВОЛС, а также нового поколения систем ночного видения. Согласно изобретению изготовление многоэлементного фотоприемника на основе эпитаксиальных p-i-n-структур...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530458
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.12.2014
№216.013.124f

Способ изготовления фотоприемников на основе эпитаксиальных p-i-n структур gan/ algan

Изобретение относится к технологии фотодиодов на основе эпитаксиальных p-i-n структур GaN/AlGaN, преобразующих излучение ультрафиолетовой области спектра. Согласно изобретению предложен способ изготовления многоэлементного фотоприемника на основе эпитаксиальных p-i-n структур GaN/AlGaN....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536110
Дата охранного документа: 20.12.2014
27.03.2015
№216.013.35f3

Способ химико-механического полирования пластин арсенида галлия

Изобретение относится к области обработки полупроводниковых материалов и может быть использовано в технологии изготовления приборов, в том числе матричных большого формата на основе арсенида галлия. Способ включает обработку пластин вращающимся полировальником и полирующим составом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545295
Дата охранного документа: 27.03.2015
20.12.2015
№216.013.9a7a

Ик матричный фотоприёмник с охлаждаемой диафрагмой и способ изготовления диафрагмы

Изобретение относится к области создания детекторов излучения и касается фотоприемника ик-излучения с диафрагмой. Фотоприемник содержит держатель, фоточувствительный элемент, приклеенный на растре, и диафрагму. Диафрагма состоит из средней конусной детали, крышки, дискового основания и экрана,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571171
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.12.2015
№216.013.9b83

Способ изготовления индиевых микроконтактов

Изобретение относится к технологии получения индиевых микроконтактов для соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц, выполненных на основе полупроводниковых материалов. Способ изготовления индиевых микроконтактов согласно изобретению включает напыление слоя индия на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571436
Дата охранного документа: 20.12.2015
+ добавить свой РИД