Патент на полезную модель «Фоточувствительная поверхностно-барьерная структура на основе германо-силикатного стекла для оптоэлектроники» получен Новосибирским государственным университетом. Полезная модель относится к области полупроводниковой оптоэлектроники и может быть использована для систем регистрации оптической информации.
Авторами разработки являются ученые Аналитического и технологического исследовательского центра «Высокие технологии и наноструктурированные материалы» Физического факультета НГУ.
Фоточувствительная поверхностно-барьерная структура состоит из кремниевой подложки с туннельно-тонким диэлектрическим слоем оксида кремния и прозрачным проводящим электродом, а между ними размещен диэлектрический слой германо-силикатного стекла (GeSixOy). Такая конструкция позволяет регистрировать фототок в широком спектре, при этом поглощение излучения происходит как в приповерхностной области подложки, так и в слое диэлектрика, состоящего из германо-силикатного стекла.
Структура фоточувствительной структуры — слоистая. Технология нанесения слоев довольно проста — данный процесс осуществляется методами физического испарения и магнетронного распыления в вакууме, что обеспечивает оптимальные электрические и оптические свойства. В дальнейшем мы планируем увеличить количество слоев, чтобы углубиться в область инфракрасного излучения. Но в полученном нами патенте на полезную модель упомянуты пока только структуры двух типов. Первая — самая простая. Она представляет собой слой кремния с естественным окислом, который всегда присутствует на этом химическом элементе, германо-силикатное стекло и металлический контакт ITO (оксидов индия и олова). Таким образом получается подложка и два слоя. Вторая запатентованная нами структура устроена сложнее и нацелена на последующее продвижение в инфракрасную область поглощения света. На слой германо-силикатного стекла мы дополнительно вводим наннослой германия.
- Владимир Володин, ведущий научный сотрудник Лаборатории функциональной диагностики низкоразмерных структур для наноэлектроники отдела АТИЦ Физического факультета НГУ, ведущий научный сотрудник Института физики полупроводников СО РАН, профессор кафедры общей физики, доктор физико-математических наук
Использование германо-силикатного стекла в качестве диэлектрика между подложкой и прозрачным электродом значительно расширяет спектральный диапазон, в котором структура способна эффективно регистрировать фототок, в отличие от аналогов, созданных из менее эффективных материалов.
Полезная модель предназначена для повышения эффективности регистрации оптических сигналов в широком спектральном диапазоне, включая видимый и инфракрасный. Она будет полезна при устранении недостатков традиционных фоточувствительных структур — таких как низкий фототок и необходимость использования высоких напряжений и температур.
Также следует отметить, что в используемых фотодиодах на основе МДП-структур с диодом Шоттки не применяются p-n переходы, что упрощает технологию производства и может привести к удешевлению конечного продукта.
Разработанные в НГУ фоточувствительные структуры найдут широкое применение в области оптоэлектроники, могут использоваться в системах регистрации оптической информации, фотодетекторах, сенсорах для различных диапазонов излучения.
Фото на обложке: НГУ
