PL213852B1 - Przezroczysty kontakt omowy i sposób wytwarzania przezroczystego kontaktu omowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przezroczysty kontakt omowy, zwłaszcza niskooporowy kontakt omowy typu p dla przyrządów na bazie GaSb, pracujących w zakresie średniej podczerwieni oraz sposób wytwarzania tego kontaktu. Kontakt według wynalazku wykonany jest z przezroczystych tlenków przewodzących, szczególnie wskazanych dla przyrządów fotowoltaicznych i termofotowoltaicznych.

Fotodetektory oraz ogniwa termofotowoltaiczne to grupa przyrządów, dla których przezroczyste kontakty omowe pełniące funkcje elektrod mają szczególne znaczenie. O ile w przypadku ogniw słonecznych zastosowanie przezroczystych i przewodzących elektrod jest szeroko opisywane, to nieliczne prace informują o przezroczystych elektrodach tlenkowych dla przyrządów pracujących w zakresie średniej podczerwieni, w których warstwami czynnymi są związki poczwórne InxGa1-xAsySb1-y dopasowane sieciowo do GaSb.

W przyrządach fotowoltaicznych elektroda kontaktowa umieszczona jest na frontowej światłoczułej powierzchni, a w znanych rozwiązaniach, z pozoru subtelny wzór siatki kontaktu elektrycznego zasłania do 15% powierzchni czynnej detektora, co znacznie ogranicza wykrywalność tych przyrządów.

Użycie przezroczystej elektrody pozwala na maksymalizację powierzchni czynnej, co w przypadku detektorów powoduje zwiększenie parametru R0A detektora i w konsekwencji poprawę jego wykrywalności.

Materiały wykorzystywane jako elektrody przezroczyste w przyrządach optoelektronicznych pracujących w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni, jak na przykład tlenek indowo-cynowy (ITO) charakteryzują się wzrastającą wartością absorpcji i odbicia w zakresie średniej podczerwieni. Tak więc użycie ich w przyrządach pracujących w tym zakresie jest ograniczone. Dlatego w przypadku półprzewodników na bazie GaSb tlenek indowo-cynowy nie znajduje zastosowania.

Celem wynalazku jest opracowanie przezroczystego i niskooporowego kontaktu omowego typu p, pełniącego funkcję elektrody dla przyrządów półprzewodnikowych na bazie GaSb, pracujących w zakresie średniej podczerwieni oraz sposobu wytwarzania tego kontaktu.

Przezroczysty kontakt omowy według wynalazku stanowi warstwa przewodzącego tlenku meta-3 lu o grubości 50 - 100 nm i oporności mniejszej niż 1x10' Qcm oraz transmitancji powyżej 85% w zakresie widmowym 1,8 - 2,4 ąm, znajdująca się na wysokodomieszkowanej warstwie podkontaktowej typu p.

Sposób wytwarzania kontaktu według wynalazku polega na tym, że na wysokodomieszkowaną warstwę podkontaktową typu p nakłada się, korzystnie metodą rozpylania katodowego warstwę przezroczystego, przewodzącego tlenku metalu, o grubości 50 - 100 nm.

Na wysokodomieszkowaną warstwę podkontaktową typu p można nakładać metodą reaktywnego magnetronowego rozpylania katodowego z targetu metalicznego Cd warstwę tlenku kadmu

CdO. W takim przypadku, nakładanie tej warstwy prowadzi się w mieszaninie tlenu i argonu w stosun-2 ku 1:10, przy mocy generatora 50 W i przy ciśnieniu argonu (pAr) 1x10^-2 mbar.

Na wysokodomieszkowaną warstwę podkontaktową typu p można nakładać metodą reaktywnego magnetronowego rozpylania katodowego z targetu metalicznego Ru1Si1 warstwę tlenku rutenowo krzemowego RuSiO4. W takim przypadku, nakładanie tej warstwy odbywa się w mieszaninie tlenu i argonu w stosunku 1:5, przy mocy generatora 100 W, i ciśnieniu argonu (pAr) 5x10^-3 mbar. Na wysokodomieszkowaną warstwę podkontaktową typu p można nakładać metodą magnetronowego rozpylania katodowego z targetu ZnO warstwę tlenku cynku ZnO. W takim przypadku, nakładanie tej war-3 stwy odbywa się w modzie RF, przy prądzie katody 160 mA i ciśnieniu argonu (pAr) 2x10^-3 mbar.

Kontakt według wynalazku charakteryzuje się ponad 85% transmisją w zakresie średniej podczerwieni. Sposób według wynalazku umożliwia wytworzenie niskooporowego kontaktu omowego bezpośrednio po osadzeniu, bez konieczności prowadzenia dodatkowych procesów termicznych.

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na przykładach wykonania trzech różnych elektrod przezroczystych i przewodzących wykonanych na heterostrukturze detektora półprzewodnikowego GaSb/In(Al)GaSb.

Przykładowa heterostruktura posiada cztery obszary: podłoże o typie przewodnictwa n z GaSb o orientacji krystalograficznej (100) oraz dopasowanych sieciowo warstw związków poczwórnych: wąskoprzerwowych warstw n-In0.19Ga0.81As0.16Sb0.84 (baza) i p-In0.19Ga0.81As0.16Sb0.84 (emiter) oraz

PL 213 852 B1 szeroko-przerwowej wysokodomieszkowanej warstwy okiennej p-Al0.21Ga0.79As0.02Sb0.98, stanowiącej jednocześnie warstwę podkontaktową.

W pierwszym przykładowym rozwiązaniu na taką heterostrukturę nałożono metodą reaktywnego stałoprądowego rozpylania katodowego elektrodę CdO (tlenku kadmu) o grubości 50 nm, przy czym proces osadzania prowadzono z targetu kadmowego, w atmosferze będącej mieszaniną tlenu -2 i argonu w proporcji O2/Ar = 10%, przy mocy generatora P = 50 W i ciśnieniu argonu pAr = 1x10^-2 mbar. W drugim przykładowym rozwiązaniu, na identyczną heterostrukturę, metodą wysokoczęstotliwościowego rozpylania katodowego nałożono elektrodę ZnO (tlenku cynku) o grubości 50 nm, a proces prowadzono w atmosferze argonu z targetu tlenku cynku, przy prądzie katody Ic = 160 mA i ciśnieniu cał-3 kowitym pAr = 2x 10^-3 mbar.

W trzecim przykładzie, metodą reaktywnego stałoprądowego rozpylania katodowego nałożono na opisaną heterostrukturę elektrodę RuSiO4 (tlenku rutenowo-krzemowego) o grubości 50 nm, a osadzanie prowadzono w mieszaninie tlenu i argonu w proporcji O2/Ar = 20%, z targetu rutenowo-3 krzemowego przy mocy generatora P = 100 W i ciśnieniu argonu pAr = 5x10^-3mbar.

Claims (5)

1. Przezroczysty kontakt omowy dla przyrządów półprzewodnikowych ze związków poczwórnych dopasowanych sieciowo do GaSb, pracujących w zakresie średniej podczerwieni, znamienny tym, że stanowi go warstwa przewodzącego tlenku metalu o grubości 50 - 100 nm i oporności mniej-3 szej niż 1x10^- Qcm oraz transmitancji powyżej 85% w zakresie widmowym 1,8 - 2,4 μm, znajdująca się na wysokodomieszkowanej warstwie podkontaktowej typu p.

2. Sposób wytwarzania przezroczystego kontaktu omowego do przyrządów półprzewodnikowych ze związków poczwórnych dopasowanych sieciowo do GaSb, pracujących w zakresie średniej podczerwieni, znamienny tym, że na wysokodomieszkowaną warstwę podkontaktową typu p nakłada się, korzystnie metodą rozpylania katodowego warstwę przezroczystego, przewodzącego tlenku metalu, o grubości 50 - 100 nm.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że na wysokodomieszkowaną warstwę podkontaktową typu p nakłada się metodą reaktywnego magnetronowego rozpylania katodowego z targetu metalicznego Cd warstwę tlenku kadmu CdO, przy czym nakładanie tej warstwy prowadzi się w mieszaninie tlenu i argonu w stosunku 1:10, przy mocy generatora 50 W i przy ciśnieniu argonu (pAr)

1x10^-2 mbar.

4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że na wysokodomieszkowaną warstwę podkontaktową typu p metodą reaktywnego magnetronowego rozpylania katodowego z targetu metalicznego

Ru1Si1 nakłada się warstwę tlenku rutenowo krzemowego RuSiO4, przy czym nakładanie tej warstwy odbywa się w mieszaninie tlenu i argonu w stosunku 1:5, przy mocy generatora 100 W, i ciśnieniu -3 argonu (pAr) 5x10^-3 mbar.

5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że na wysokodomieszkowaną warstwę podkontaktową typu p nakłada się metodą magnetronowego rozpylania katodowego z targetu ZnO warstwę tlenku cynku ZnO, przy czym nakładanie tej warstwy odbywa się w modzie RF przy prądzie katody -3

160 mA i ciśnieniu argonu (pAr) 2x10^-3 mbar.