CZ33879U1 - Optical detector of the visible and near infrared spectrum of radiation - Google Patents
Optical detector of the visible and near infrared spectrum of radiation Download PDFInfo
- Publication number
- CZ33879U1 CZ33879U1 CZ2019-37049U CZ201937049U CZ33879U1 CZ 33879 U1 CZ33879 U1 CZ 33879U1 CZ 201937049 U CZ201937049 U CZ 201937049U CZ 33879 U1 CZ33879 U1 CZ 33879U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- microelectrodes
- visible
- layer
- optical
- photosensitive layer
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 22
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims description 21
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 title claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 6
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 5
- NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N azanylidyneindigane Chemical compound [In]#N NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims 1
- -1 nitrogen nitride Chemical class 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 7
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
Optický detektor viditelného a blízkého infračerveného spektra zářeníOptical detector of visible and near infrared radiation spectrum
Oblast technikyField of technology
Technické řešení se týká optického detektoru viditelného a blízkého infračerveného spektra záření, obsahující nosný substrát, na kterém jsou umístěny mikroelektrody, jimž je přiřazena fotocitlivá vrstva.The technical solution relates to an optical detector of the visible and near-infrared spectrum of radiation, comprising a support substrate on which microelectrodes are placed, to which a photosensitive layer is assigned.
Dosavadní stav technikyPrior art
Pro detekci záření v oblastech viditelného světla (VIS) a blízkého infračerveného světla (NIR) se používají polovodičové detektory záření na bázi polovodičů skupin A(III)B(V), které jsou pro využití v optoelektronice velmi atraktivní.Semiconductor radiation detectors based on group A (III) B (V) semiconductors, which are very attractive for use in optoelectronics, are used to detect radiation in the areas of visible light (VIS) and near infrared light (NIR).
Jsou známé detektory s přímou detekcí záření, které však vyžadují vrstvené struktury, u nichž je velmi důležité řízení tlouštěk jednotlivých vrstev a jejich přesně definované dopování příměsovými prvky. Velmi problematická je také metalizace takových struktur, jelikož kovy jsou v oblasti viditelného a blízkého infračerveného spektra (VIS, NIR) záření nepropustné pro toto záření. Vertikální metalizace takových struktur je velmi náročným technologickým problémem z důvodu elektivního nanášení na boční stěny deponovaných heterostrukrur a jejich zvýšené defektivity, způsobené např. iontovým či laserovým řezáním.Detectors with direct radiation detection are known, but they require layered structures, in which it is very important to control the thicknesses of the individual layers and their precisely defined doping with impurity elements. The metallization of such structures is also very problematic, as metals are impermeable to this radiation in the visible and near-infrared spectrum (VIS, NIR). Vertical metallization of such structures is a very demanding technological problem due to elective deposition on the side walls of deposited heterostructures and their increased defectivity, caused by eg ion or laser cutting.
Další možností polovodičových detektorů jsou detektory s nepřímou detekcí záření, které využívají např. vrstev nitridu hliníku (A1N), u kterých po ozáření rezonančního mikromůstku dojde ke změně piezoelektrických vlastností vrstvy, což se projeví změnou rezonanční frekvence mikrojazýčku. Taková řešení jsou však velmi komplikovaná z důvodu nutné selektivní depozice pouze na mikromůstek, popř. z důvodu nutnosti nasazení kombinace litografických procesů a plasmatického/iontového leptání, což výrazně prodlužuje pracovní a časovou náročnost produkce takového zařízení.Another possibility of semiconductor detectors are detectors with indirect radiation detection, which use, for example, aluminum nitride (A1N) layers, in which the piezoelectric properties of the layer change after irradiation of the resonant microbridge, which results in a change in the resonant frequency of the microlabel. However, such solutions are very complicated due to the need for selective deposition only on the microbridge, or. due to the need to use a combination of lithographic processes and plasma / ion etching, which significantly extends the labor and time required to produce such equipment.
Nevýhodou dosavadního stavu techniky je výrobní složitost a náročnost a také velká defektivita vyráběných detektorů. Navíc, současné konvenčně používané materiály, jako je křemík (Si), již narážejí na fýzikální limity dané pohyblivostí nosičů elektrického náboje, kde u křemíku má teoretický limit pohyblivosti nosičů náboje při pokojové teplotě pSi hodnotu okolo 1.200 cm2/Vs.The disadvantage of the prior art is the manufacturing complexity and complexity as well as the high defectivity of the detectors produced. In addition, currently conventionally used materials, such as silicon (Si), already meet the physical limits given by the mobility of electric charge carriers, where for silicon the theoretical limit of mobility of charge carriers at room temperature has a pSi value of about 1,200 cm 2 / Vs.
Cílem tohoto technického řešení je odstranit nebo alespoň minimalizovat nevýhody dosavadního stavu techniky, zejména navrhnout polovodičový detektor záření s fotoaktivní vrstvou vhodnou pro velkoplošnou depozici a s minimalizovaným množstvím dalších technologických kroků po depozici vrstvy a vhodnou zejména pro vysokofrekvenční fotocitlivé elektronické prvky.The aim of this technical solution is to eliminate or at least minimize the disadvantages of the prior art, in particular to design a semiconductor radiation detector with a photoactive layer suitable for large area deposition and with a minimized number of further technological steps after layer deposition and especially suitable for high frequency photosensitive electronic elements.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Cíle technického řešení je dosaženo optickým detektorem viditelného a blízkého infračerveného spektra záření, jehož podstata spočívá v tom, že na nosném substrátu je nanesena pasivační vrstva, na které jsou vytvořeny mikroelektrody opatřené kontaktními ploškami pro elektricky vodivé propojení každé mikroelektrody s obvodem pro zpravování a vyhodnocení elektrického signálu, přičemž na mikroelektrodách je mimo kontaktní plošky celoplošně nebo selektivně nanesena adaptační vrstva, na které je nanesena fotocitlivá vrstva.The aim of the technical solution is achieved by an optical detector of visible and near infrared radiation spectrum, the essence of which consists in applying a passivation layer on the support substrate, on which microelectrodes are formed with contact pads for electrically conductive connection of each microelectrode with circuit for reporting and evaluation of electrical signal, wherein an adaptation layer is applied to the microelectrodes outside the contact area or selectively, on which a photosensitive layer is applied.
Výhodně je fotocitlivá vrstva tvořena vrstvou nitridu india vytvořenou metodou chemické depozice z plynné fáze za použití organokovových sloučenin. Výhodné také je, jestliže máPreferably, the photosensitive layer is formed by an indium nitride layer formed by chemical vapor deposition using organometallic compounds. It is also advantageous if it has
- 1 CZ 33879 U1 fotocitlivá vrstva má směrem od mikroelektrod ke své vnější ploše vzrůstající atomární poměr In:N ve prospěch india.- 1 CZ 33879 The U1 photosensitive layer has an increasing atomic ratio In: N in favor of indium from the microelectrodes to its outer surface.
Výhodou detektoru podle tohoto technického řešení je, že fotoaktivní vrstva na bázi InN vykazuje násobně vyšší pohyblivosti nosičů náboje, protože teoretický limit pohyblivosti nosičů náboje při pokojové teplotě pSi pro křemík je okolo 1.200 cm2/Vs, kdežto pro InN je teoretický limit pohyblivosti nosičů náboje při pokojové teplotě plnN = 8.000 cm2/Vs. Tyto parametry tak předurčují fotoaktivní vrstvy na bázi InN pro vysokofrekvenční fotocitlivé elektronické prvky, jako jsou detekční prvky pro optické spektrometry pracující v oblastech VIS až NIR, snímací prvky pro optické datové sítě, při vytvoření v maticové konfiguraci (matice pixelů) je možné vytvořit snímací člen kamerového systému schopného pracovat nezávisle na světelných podmínkách v průběhu dne atd. Výsledkem technického řešení je tak detektor s heterostrukturou, vhodnou pro velkoplošnou depozici aktivní vrstvy InN metodou chemické depozice z plynné fáze za použití organokovových sloučenin (MOCVD) s minimalizovaným množstvím dalších technologických kroků po depozici vrstvy. Pro zajištění vysoké efektivity detektoru je taková heterostruktura navíc opatřena výhodnou konfigurací kontaktů, umístěných pod fotoaktivní vrstvou InN. Rozměry jednoho detektoru vytvořeného podle tohoto technického řešení splňují podmínky pro nasazení v mikroelektronických systémech, např. 600 x 800 pm a mohou být i menší.The advantage of the detector according to this technical solution is that the photoactive layer based on InN shows many times higher mobility of charge carriers, because the theoretical limit of mobility of charge carriers at room temperature pSi for silicon is about 1,200 cm 2 / Vs, while for InN the theoretical limit of mobility of charge carriers at room temperature plnN = 8.000 cm 2 / Vs. These parameters thus predetermine InN-based photoactive layers for high-frequency photosensitive electronic elements, such as detection elements for optical spectrometers operating in the VIS to NIR areas, sensing elements for optical data networks, when created in a matrix configuration (pixel matrix) it is possible to create a sensing element camera system capable of working independently of light conditions during the day, etc. The result of the technical solution is a detector with heterostructure, suitable for large-scale deposition of active layer InN by chemical vapor deposition using organometallic compounds (MOCVD) with a minimized number of other technological steps after deposition. layers. In order to ensure high efficiency of the detector, such a heterostructure is additionally provided with an advantageous configuration of contacts located under the photoactive layer InN. The dimensions of one detector created according to this technical solution meet the conditions for use in microelectronic systems, eg 600 x 800 μm and can be smaller.
Objasnění výkresůExplanation of drawings
Technické řešení je schematicky znázorněno na výkrese.The technical solution is schematically shown in the drawing.
Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solution
Technické řešení bude popsáno na příkladu uskutečnění detektoru pro detekci záření v oblastech VIS a NIR, který reaguje na vystavení dopadajícímu záření změnou elektrického odporu své fotocitlivé vrstvy 6, přičemž tato změna elektrického odporuje pomocí elektrodového systému 3, 4 a 5 detekovatelná.The technical solution will be described on the example of an embodiment of a detector for detecting radiation in the VIS and NIR regions, which responds to exposure to incident radiation by changing the electrical resistance of its photosensitive layer 6, this change in electrical resistance being detectable by electrode systems 3, 4 and 5.
Detektor obsahuje nosný substrát 1, přičemž technologicky výhodný je křemíkový substrát 1, který je výhodný pro svou kompatibilitu s výrobními procesy v polovodičovém průmyslu, má technologické parametry podobné jako navazující součásti detektoru (např. teplotní roztažnost, teplotní a chemická odolnost), je dostupný a je možno je produkovat jako velkoplošné díly.The detector comprises a support substrate 1, with silicon substrate 1 being technologically advantageous, which is advantageous for its compatibility with manufacturing processes in the semiconductor industry, has technological parameters similar to related detector components (e.g. thermal expansion, thermal and chemical resistance), is available and they can be produced as large-area parts.
Na nosném substrátu 1 je nanesena pasivační vrstva 2 příkladně tvořená vrstvou oxidu křemičitého S1O2. která jednak zajišťuje chemickou stabilitu substrátu 1 (zabraňuje vzniku nežádoucích chemických sloučenin) a zabezpečuje vysokou adhezi dvojice mikroelektrod 3 v planámí formě, zde výhodně mikroelektrod 3 ve formě hřebínkových mikroelektrod 3, tzv. interdigitálních mikroelektrod z anglického InterDigitated Electrodes IDEs. Hřebínkové mikroelektrody 3 jsou příkladně vyrobeny z T1O2, což je materiál s vysokou elektronovou vodivostí, a jsou vytvořeny přímo na pasivační vrstvě 2, protože T1O2 je chemicky vysoce stabilním a dostupným materiálem tvořícím navíc elektricky blokující kontakt s nosným substrátem E Hřebínková konstrukce mikroelektrod 3 je výhodná pro získání vysoce citlivého detektoru.A passivation layer 2, for example formed by a layer of silica S1O2, is applied to the support substrate 1. which on the one hand ensures the chemical stability of the substrate 1 (prevents the formation of undesired chemical compounds) and ensures high adhesion of the pair of microelectrodes 3 in flame form, here preferably microelectrode 3 in the form of comb microelectrodes 3, so-called interdigital microelectrodes from InterDigitated Electrodes IDEs. The comb microelectrodes 3 are for example made of T1O2, which is a material with high electron conductivity, and are formed directly on the passivation layer 2, because T1O2 is a chemically highly stable and available material forming additional electrically blocking contact with the support substrate E. The comb construction of microelectrodes 3 is advantageous. to obtain a highly sensitive detector.
Hřebínkové mikroelektrody 3 obsahují ramena 30, která jsou uspořádána navzájem střídavě mezi sebou, přičemž s výhodou mají sousedící ramena 30 velikost mezery mezi sebou (tzv. drážku meandru) v poměru 1:1 k šířce ramen 30.The comb microelectrodes 3 comprise arms 30 which are arranged alternately with each other, preferably the adjacent arms 30 have the size of a gap between them (so-called meander groove) in a ratio of 1: 1 to the width of the arms 30.
Hřebínkové mikroelektrody 3 jsou zakončeny kontaktními ploškami 4 pro elektricky vodivé propojení každé hřebínkové mikroelektrody 3 s neznázoměnými obvody pro zpracováníThe comb microelectrodes 3 are terminated by contact pads 4 for electrically conductive connection of each comb microelectrode 3 to processing circuits (not shown) for processing.
-2 CZ 33879 U1 a vyhodnocení elektrického signálu generovaného zářením dopadajícím na fotocitlivou vrstvu 6 detektoru. Za tímto účelem je výhodné, aby kontaktní plošky 4 byly vytvořeny ze zlata, platiny, hafnia nebo slitiny obsahující aspoň jeden z uvedených kovů, a to nejlépe depozicí takového kovu nebo slitiny přímo při výrobě detektoru. Takové kontaktní plošky 4 jsou navíc odolné vůči vnějším vlivům, mají nízký přechodový elektrický odpor a jsou snadno pájitelné.-2 CZ 33879 U1 and evaluation of the electrical signal generated by the radiation incident on the photosensitive layer 6 of the detector. For this purpose, it is preferred that the contact surfaces 4 be made of gold, platinum, hafnium or an alloy containing at least one of said metals, preferably by deposition of such metal or alloy directly during the manufacture of the detector. In addition, such contact surfaces 4 are resistant to external influences, have a low electrical resistance and are easy to solder.
Uvedené elektricky vodivé propojení každé hřebínkové mikroelektrody 3 přes kontaktní plošku 4 s ne znázorněnými obvody pro zpracování a vyhodnocení elektrického signálu je pak příkladně realizováno pájením nebo bondováním atd.Said electrically conductive connection of each comb microelectrode 3 via a contact surface 4 with circuits (not shown) for processing and evaluating an electrical signal is then realized, for example, by soldering or bonding, etc.
Na mikroelektrodách 3, resp. alespoň na části jejich půdorysné plochy, případně půdorysné plochy ramen 30 hřebínkových mikroelektrod 3, je nanesena, celoplošně nebo selektivně, adaptační vrstva 5 tvořená A1N (nitridem hliníku), která je výhodná z důvodu konstrukčního požadavku malé neshody velikosti mřížkové konstanty fotocitlivé vrstvy 6 a zajištění rovnoměrného pokrytí nosného substrátu 1 a mikroelektrod 3 fotocitlivou vrstvou 6. Adaptační vrstva 5 je tak silná (tlustá), aby umožnila planámí růst na ní umístěné epitaxní fotocitlivé vrstvy 6, přičemž adaptační vrstva 5 je současně natolik tenká, aby nenarušila sběr elektrického náboje z fotocitlivé vrstvy 6 hřebínkovými mikroelektrodami 3. K epitaxnímu růstu fotocitlivé vrstvy 6 přitom dojde pouze v místech výskytu adaptační vrstvy 5.On microelectrodes 3, resp. At least a part of their floor area or the floor area of the arms 30 of the comb microelectrodes 3 is applied, over the entire area or selectively, an adaptation layer 5 formed by A1N (aluminum nitride), which is advantageous due to the design requirement of a small mismatch of the grid constant uniform coverage of the support substrate 1 and the microelectrodes 3 by the photosensitive layer 6. The adaptation layer 5 is so thick (thick) as to allow the planar growth of the epitaxial photosensitive layer 6 located thereon, while the adapter layer 5 is thin enough not to interfere with electric charge collection from the photosensitive. of the layer 6 by comb microelectrodes 3. Epitaxial growth of the photosensitive layer 6 takes place only in the places where the adaptation layer 5 occurs.
Fotocitlivá vrstva 6 má souvislý charakter přes mikroelektrody 3 a nosný substrát 1, což je konstrukčně výhodné z důvodu minimalizace necitlivých míst fotodetektoru. Výhodně je fotocitlivá vrstva 6 tvořena vrstvou nitridu India (InN), který vykazuje vysokou mobilitu elektronů generovaných dopadajícím světlem a také vykazuje vysokou koncentraci volných elektronů, která je dána polohou nábojově neutrální oblasti situovaná hluboko ve vodivostním pásu nitridu india.The photosensitive layer 6 has a continuous character over the microelectrodes 3 and the support substrate 1, which is structurally advantageous in order to minimize the insensitive places of the photodetector. Preferably, the photosensitive layer 6 is formed by an India nitride (InN) layer which exhibits high mobility of electrons generated by incident light and also exhibits a high concentration of free electrons due to the position of the charge neutral region located deep in the conductive band of indium nitride.
Obzvláště výhodné je, je-li fotocitlivá vrstva 6 nitridu india vytvořena metodou MOCVD, tj. chemickou depozicí z plynné fáze za použití organokovových sloučenin, např. za použití prekurzorů trimethyl indium a plynného čpavku. Epitaxním růstem vytvořená fotocitlivá vrstva 6 nitridu India je technologicky výhodná pro její krystalický charakter a má oproti v současně používaným fotocitlivým vrstvám optických detektorů výrazně sníženou koncentrací elektricky aktivních defektů a minimalizovaný výskyt subzm, na jejichž hranicích se vyskytují materiálové defekty typu dislokace.It is particularly advantageous if the photosensitive layer 6 of indium nitride is formed by the MOCVD method, i.e. by chemical vapor deposition using organometallic compounds, e.g. using trimethyl indium precursors and ammonia gas. The photosensitive layer 6 of nitride India formed by epitaxial growth is technologically advantageous for its crystalline character and has a significantly reduced concentration of electrically active defects and minimized occurrence of submissions at the boundaries of which dislocation-type material defects occur at currently used photosensitive layers of optical detectors.
Výhodné řešení fotocitlivé vrstvy 6 vytvořené metodou MOCVD spočívá v tom, že se v průběhu růstu (vytváření) vrstvy 6 pozvolna mění poměr atomárních koncentrací india ku dusíku (In:N) ze startovního stechiometrického poměru In:N = 50:50 ve vrstvu bohatou na indium, tj. vrstvu, pro kterou platí In > 50 %. Změna poměru atomárních koncentrací In:N je totiž technologicky výhodná z důvodu rozšíření spektrální citlivosti fotocitlivé vrstvy 6 z původní citlivosti pouze v oblasti viditelného záření (VIS) pro In:N = 50:50, až do oblasti citlivosti fotocitlivé vrstvy 6 na infračervené spektrum pro In > 50 %, čímž lze vytvořit optický detektor se šířkou pásma citlivosti tak velkou, jaká je pro stávající optické detektory obtížně realizovatelná, ne-li nemožná.The preferred solution of the photosensitive layer 6 formed by the MOCVD method consists in that during the growth (formation) of the layer 6 the ratio of atomic concentrations of indium to nitrogen (In: N) gradually changes from the initial stoichiometric ratio In: N = 50:50 to a layer rich in indium, ie the layer for which In> 50% applies. The change of the ratio of atomic concentrations In: N is technologically advantageous due to the extension of the spectral sensitivity of the photosensitive layer 6 from the original sensitivity only in the visible region (VIS) for In: N = 50:50, up to the sensitivity of the photosensitive layer 6 to the infrared spectrum for In> 50%, which makes it possible to create an optical detector with a sensitivity bandwidth as large as is difficult, if not impossible, for existing optical detectors.
Rozumí se, že popsané příklady konkrétní realizace technického řešení jsou uvedeny pro ilustraci, nikoli pro konkrétní vymezení technické realizaci. Osoby znalé stavu techniky budou schopny realizovat při použití zaběhlých experimentálních postupů nalézt ekvivalenty ke zde popsanému řešení, lépe vyhovujícím konkrétním realizacím technického řešení. Takto nalezené ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu nároků na ochranu.It is understood that the described examples of a specific implementation of a technical solution are given for illustration, not for a specific definition of a technical implementation. Those skilled in the art will be able to implement, using established experimental procedures, to find equivalents to the solution described herein, better suited to the specific implementations of the technical solution. The equivalents thus found will be included in the scope of the protection claims.
-3 CZ 33879 U1-3 CZ 33879 U1
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Technické řešení je průmyslově využitelné např. jako detekční prvek pro optické spektrometry pracující v oblastech VIS až NIR, jako snímací prvek pro optické datové sítě, jako snímací člen pro kamerové systémy schopné pracovat nezávisle na světelných podmínkách v průběhu dne atd.The technical solution can be industrially used, for example, as a detection element for optical spectrometers operating in the VIS to NIR areas, as a sensing element for optical data networks, as a sensing element for camera systems capable of operating independently of lighting conditions during the day, etc.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-37049U CZ33879U1 (en) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Optical detector of the visible and near infrared spectrum of radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-37049U CZ33879U1 (en) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Optical detector of the visible and near infrared spectrum of radiation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ33879U1 true CZ33879U1 (en) | 2020-03-24 |
Family
ID=69948101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2019-37049U CZ33879U1 (en) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Optical detector of the visible and near infrared spectrum of radiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ33879U1 (en) |
-
2019
- 2019-12-19 CZ CZ2019-37049U patent/CZ33879U1/en active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100626775B1 (en) | Ultraviolet sensor and method for manufacturing the same | |
| NL1012961C2 (en) | A method of manufacturing a semiconductor device. | |
| NL2004065C2 (en) | Solar panel module and method for manufacturing such a solar panel module. | |
| US8759932B2 (en) | Photodetector with a plasmonic structure | |
| TW200941751A (en) | Radiation receiver and method for the production of a radiation receiver | |
| CN104662679A (en) | Optoelectronic semiconductor chip and method for production thereof | |
| US10069023B2 (en) | Optical sensor with integrated pinhole | |
| US9318627B2 (en) | Semiconductor radiation detector | |
| TW202136725A (en) | Snspd with integrated aluminum nitride seed or waveguide layer | |
| CN110828601B (en) | Fabrication of solar cell emitter regions using substrate-level ion implantation | |
| KR101641654B1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing thereof | |
| CZ33879U1 (en) | Optical detector of the visible and near infrared spectrum of radiation | |
| TW201935670A (en) | Photodetector, light detector for detecting ultraviolet light, and method of operating a gallium nitride-based photodetector | |
| KR100728082B1 (en) | Diamond ultraviolet radiation sensor | |
| EP3642574B1 (en) | Fast detector of electromagnetic radiation | |
| KR101299079B1 (en) | V-type trench nanowire sensor | |
| US20220221416A1 (en) | Mems gas sensor and method for manufacturing mems gas sensor | |
| Wegrzecka et al. | Technology of silicon charged-particle detectors developed at the Institute of Electron Technology (ITE) | |
| JP4931475B2 (en) | Ultraviolet detection element and detection method | |
| US20240194816A1 (en) | Method of manufacturing optical detection element and optical detection element | |
| CN114744059B (en) | Solar blind polarization detector based on gallium oxide single crystal and preparation method thereof | |
| JP5339377B2 (en) | Sensor and sensor manufacturing method | |
| KR20010096692A (en) | ultraviolet sensing device and the manufacturing method and ultraviolet sensing system | |
| CN116686429A (en) | Graphene hall sensor and its manufacture and use | |
| RU2178601C1 (en) | Semiconductor ultraviolet-radiation sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20200324 |