Тонкопленочный полупроводниковый фотодетектор

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научнопроизводственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Авторы Гременок Валерий Феликсович Башкиров Семен Александрович(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(57) Тонкопленочный полупроводниковый фотодетектор на основе многослойной структуры стекло/полупроводниковый слой/индий, в которой слой индия выполнен толщиной от 1 до 2 мкм, отличающийся тем, что содержит в качестве полупроводникового слоя тонкую пленку - толщиной от 0,5 до 3 мкм. Фиг. 1 Изобретение относится к области оптоэлектроники, в частности к полупроводниковым детекторам, предназначенным для регистрации излучения в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. 16917 1 2013.02.28 Известен фотодетектор на основе структуры стекло/-23/, полученной путем нанесения тонкого (1 мкм) слояна поверхность монокристалла -23. При освещении структур /-23 воспроизводимо проявляется фотовольтаический эффект, фоточувствительность возникает при энергиях фотонов от 1 эВ и увеличивается при увеличении энергии до 1,8 эВ. Максимальная фоточувствительность составляет 500 В/Вт 1. Недостатками данного детектора являются технологическая сложность изготовления в связи с необходимостью получения монокристаллов -2 е 3 и высокая стоимость исходных компонентов. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является тонкопленочный полупроводниковый фотодетектор на основе многослойной структуры стекло/полупроводниковый слой/металл (например, ), где в качестве полупроводникового слоя используется тонкая пленка -23, на которую наносится тонкий слой металла . Фоточувствительность возникает при энергии фотонов от 0,9 эВ и увеличивается при увеличении энергии фотонов до 3,5 эВ. Максимальная фоточувствительность составляет 10 В/Вт 2. Недостатками прототипа являются низкая фоточувствительность и высокая стоимость исходных компонентов. Задачей изобретения является увеличение фоточувствительности фотодетектора и уменьшение его стоимости. Новым, по мнению авторов, является использование в тонкопленочном полупроводниковом фотодетекторе в качестве полупроводникового слоя тонкой пленки - толщиной от 0,5 до 3 мкм. Сущность изобретения заключается в создании многослойной структуры стекло/-/. Создание структуры включает следующие стадии получение тонкой пленки - толщиной 0,5-3 мкм на стекле,нанесение на полученную пленку тонкого слоятолщиной 1-2 мкм. На первом этапе получение тонкой пленки - выполняется термическим вакуумным методом горячей стенки при давлении 10-6 мбар, температуре стенок 580-600 С и температуре подложки 220-300 С. На втором этапе нанесение на полученную пленку - слоявыполняется методом термического вакуумного испарения. Полученные данным способом тонкопленочные полупроводниковые фотодетекторы обладают четким выпрямлением с коэффициентом выпрямления 5 при напряжениях смещения 10 В и проявляют фоточувствительность в области энергий фотонов от 1,3 до 3,0 эВ. Максимальная фоточувствительность составляет 200 В/Вт. При использовании тонких пленок - с толщиной менее 1 мкм наблюдается резкое уменьшение фоточувствительности за счет уменьшения коэффициента поглощения. Использование тонких пленок - с толщиной более 3 мкм не увеличивает фоточувствительность по сравнению с прототипом и приводит к нерациональному расходованию материала. В табллице представлена зависимость фоточувствительности от толщины пленок -. На фиг. 1 представлена принципиальная схема заявленного фотодетектора. На фиг. 2 представлен график спектральной зависимости относительной квантовой эффективности фотопреобразования заявленного фотодетектора на основе тонких пленок-, полученных при температурах подложки 220 С (кривая 1) и 300 С (кривая 2). Преимуществом заявленного фотодетектора является увеличение фоточувствительности в 20 раз по сравнению с прототипом, а также уменьшение стоимости за счет использования доступного материала -. Зависимость фоточувствительности от толщины пленки Толщина, мкм 0,5 0,7 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 прототип 2 Фоточувствительность, В/Вт 10 150 200 90 40 15 10 10 2 16917 1 2013.02.28 Источники информации 1. Бондарь И.В., Ильчук Г.А., Петрусь Р.Ю., Рудь В.Ю., Рудь Ю.В., Сергинов М. Электрические свойства монокристаллов 23 и фоточувствительность барьеров Шоттки/23 // ФТП. - 2009. - Т. 43. -9. - С. 1179-1182. 2. Бондарь И.В., Полубок В.А., Гременок В.Ф., Рудь В.Ю., Рудь Ю.В. Барьеры Шоттки на основе пленок -23, полученных лазерным испарением // ФТП. - 2007. - Т. 41. -1. С. 48-52. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3