Claims (28)
1. Полупроводниковый фотопреобразователь содержащий участки с п+-р или (р+-п) переходом со слоями п+ или (р+) типа проводимости, полностью покрытые металлическими контактами, и базовую область р- или п-типа проводимости на фоточувствительной поверхности с нанесенной пассивирующей, просветляющей пленкой, отличающийся тем, что п+-р или (р+-п) переход выполнен в виде гетероперехода с широкозонным п+ или (р+) слоем, имеет множество периодически повторяющихся микроучастков шириной 0,1-30 мкм, промежутки между микроучастками 10-300 мкм содержат базовую область со скоростью поверхностной рекомбинации ниже 200 см/с, при этом расстояние между уровнями расположения п+-р или (р+-п) перехода и фоточувствительной поверхностью не превышает 50 мкм, а ширина микроучастков меньше промежутков по меньшей мере в 10 раз.1. A semiconductor photoconverter containing sections with a p + -p or (p + -p) junction with p + or (p + ) type conductivity layers completely covered with metal contacts, and a p- or p-type base region of conductivity on a photosensitive surface with applied passivating, antireflective film, characterized in that the n + -p or (p + -n) junction is made in the form of a heterojunction with a wide-gap n + or (p + ) layer, has many periodically repeating microregions with a width of 0.1-30 microns, the gaps between the micro-sections of 10-300 microns contain bases the region with a surface recombination rate lower than 200 cm / s, while the distance between the levels of the location of the p + -p or (p + -p) junction and the photosensitive surface does not exceed 50 μm, and the width of the microsections is less than the intervals by at least 10 times.
2. Полупроводниковый фотопреобразователь по п.1, отличающийся тем, что базовая область выполнена из кремния или германия с металлическими контактами в качестве верхнего слоя из алюминия, меди или никеля толщиной свыше 0,5 мкм, а свободная от п+-р или (р+-п) переходов и изотипных p-р+ или (п-п+) переходов фоточувствительная поверхность базовой области текстурирована и покрыта пассивирующей, просветляющей пленкой, легированной водородом.2. The semiconductor photoconverter according to claim 1, characterized in that the base region is made of silicon or germanium with metal contacts as the upper layer of aluminum, copper or nickel with a thickness of more than 0.5 μm, and free from n + -p or (p + -n) transitions and isotype p-p + or (n-p + ) transitions, the photosensitive surface of the base region is textured and coated with a passivating, antireflection film doped with hydrogen.
3. Полупроводниковый фотопреобразователь по п.1, отличающийся тем, что широкозонный п+ или (р+) слой выполнен из легированной донорной или акцепторной примесями пленки аморфного или микрокристаллического кремния или карбида кремния с подслоем туннельно-тонкой пленки собственной проводимости.3. The semiconductor photoconverter according to claim 1, characterized in that the wide-gap p + or (p + ) layer is made of an amorphous or microcrystalline silicon or silicon carbide doped donor or acceptor impurity film with a sublayer of a tunnel-thin intrinsically conductive film.
4. Полупроводниковый фотопреобразователь по п.1, отличающийся тем, что базовая область выполнена из кремния или германия поликристаллической структуры с размерами зерен, превышающими ширину промежутков между микроучастками не менее 10 раз.4. The semiconductor photoconverter according to claim 1, characterized in that the base region is made of silicon or germanium polycrystalline structure with grain sizes exceeding the width of the gaps between the micro-sections at least 10 times.
5. Полупроводниковый фотопреобразователь по п.1, отличающийся тем, что базовая область выполнена из пленки кремния или германия.5. The semiconductor photoconverter according to claim 1, characterized in that the base region is made of a film of silicon or germanium.
6. Полупроводниковый фотопреобразователь по п.1, отличающийся тем, что базовая область выполнена в виде узкой полосы кремния или германия, ширина которой много меньше ее длины, и микроучастки направлены поперек полосы.6. The semiconductor photoconverter according to claim 1, characterized in that the base region is made in the form of a narrow strip of silicon or germanium, the width of which is much less than its length, and the micro-sections are directed across the strip.
7. Полупроводниковый фотопреобразователь по п.1, отличающийся тем, что пассивирующая, просветляющая пленка содержит защитную прозрачную пленку толщиной более 0,1 мкм.7. The semiconductor photoconverter according to claim 1, characterized in that the passivating, antireflection film contains a protective transparent film with a thickness of more than 0.1 microns.
8. Полупроводниковый фотопреобразователь с двумя фоточувствительными сторонами, содержащий участки диодных структур с п+-р или (р+-п) переходом на одной стороне и изотипным р-р+ или (п-п+) переходом на другой стороне со слоями п+ или (р+) типа проводимости, полностью покрытые металлическими контактами, и базовую область р- или п-типа проводимости с нанесенной на ней пассивирующей, просветляющей пленкой, отличающийся тем, что п+-р или (р+-п) переход диодной структуры на одной стороне и изотипный р-р+ или (п-п+) переход на другой стороне, выполнены в виде гетероперехода с широкозонным п+ или (р+) слоем, имеют множество периодически повторяющихся микроучастков диодных структур шириной 0,1-30 мкм, промежутки между микроучастками 10-300 мкм содержат базовую область со скоростью поверхностной рекомбинации ниже 100 см/с, при этом расстояние от уровней расположения п+-р или (р+-п) перехода и изотипного р-р+ или (п-п+) перехода диодных структур до фоточувствительной поверхности не превышает 50 мкм, а ширина микроучастков меньше промежутков по меньшей мере в 10 раз.8. A semiconductor photoconverter with two photosensitive sides, containing sections of diode structures with a p + -p or (p + -p) junction on one side and an isotype p-p + or (pn + ) junction on the other side with p + layers or (p + ) type of conductivity, completely covered with metal contacts, and the base region of p- or p-type conductivity with a passivating, antireflection film deposited on it, characterized in that the n + -p or (p + -n) junction of the diode structure on one side and the isotypic pp + or (p + p) transition on the other side, performed nanowires in the form of a heterojunction with a wide-gap p + or (p + ) layer, have many periodically repeating microregions of diode structures with a width of 0.1-30 microns, gaps between microregions 10-300 microns contain a base region with a surface recombination rate below 100 cm / s, wherein the distance from the location of the level n + p or (p + -n) transition and isotype-p or p + (p-n +) transition diode structures to the photosensitive surface does not exceed 50 microns and less than the width of micro intervals at least 10 times.
9. Полупроводниковый фотопреобразователь по п.8, отличающийся тем, что базовая область выполнена из кремния или германия с металлическими контактами в качестве верхнего слоя из алюминия, меди или никеля толщиной свыше 0,5 мкм, а свободная от п+-р или (р+-п) переходов и изотипных р-p+ или (п-п+) переходов фоточувствительная поверхность базовой области текстурирована и покрыта пассивирующей, просветляющей пленкой, легированной водородом.9. The semiconductor photoconverter according to claim 8, characterized in that the base region is made of silicon or germanium with metal contacts as the upper layer of aluminum, copper or nickel with a thickness of more than 0.5 μm, and free from n + -p or (p + -n) transitions and isotype p-p + or (n-p + ) transitions, the photosensitive surface of the base region is textured and coated with a passivating, antireflection film doped with hydrogen.
10. Полупроводниковый фотопреобразователь по п.8, отличающийся тем, что широкозонный п+ или (р+) слой выполнен из легированной донорной или акцепторной примесями пленки аморфного или микрокристаллического кремния или карбида кремния с подслоем туннельно-тонкой пленки собственной проводимости.10. The semiconductor photoconverter according to claim 8, characterized in that the wide-gap p + or (p + ) layer is made of an amorphous or microcrystalline silicon or silicon carbide doped donor or acceptor impurity film with a sublayer of a tunnel-thin intrinsically conductive film.
11. Полупроводниковый фотопреобразователь по п.8, отличающийся тем, что базовая область выполнена из кремния или германия поликристаллической структуры с размерами зерен, превышающими ширину промежутков между микроучастками не менее 10 раз.11. The semiconductor photoconverter according to claim 8, characterized in that the base region is made of silicon or germanium polycrystalline structure with grain sizes exceeding the width of the gaps between the micro-sections at least 10 times.
12. Полупроводниковый фотопреобразователь по п.8, отличающийся тем, что базовая область выполнена из пленки кремния или германия.12. The semiconductor photoconverter according to claim 8, characterized in that the base region is made of a film of silicon or germanium.
13. Полупроводниковый фотопреобразователь по п.8, отличающийся тем, что базовая область выполнена в виде узкой полосы кремния или германия, ширина которой много меньше ее длины, и микроучастки направлены поперек полосы.13. The semiconductor photoconverter according to claim 8, characterized in that the base region is made in the form of a narrow strip of silicon or germanium, the width of which is much less than its length, and the microparticles are directed across the strip.
14. Полупроводниковый фотопреобразователь по п.8, отличающийся тем, что пассивирующая, просветляющая пленка содержит защитную прозрачную пленку толщиной более 0,1 мкм.14. The semiconductor photoconverter according to claim 8, characterized in that the passivating, antireflection film contains a protective transparent film with a thickness of more than 0.1 microns.
15. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя, включающий химическое травление и очистку поверхности базовой области, нанесение широкозонных п+ или (р+) слоев, легированных донорной и акцепторной примесями, нанесение контактов в форме сетки и создание на поверхности базовой области пассивирующей, просветляющей пленки, отличающийся тем, что широкозонные слои наносят толщиной более 0,2 мкм, покрывают эти слои металлическими контактами из алюминия, меди или серебра, формируют контактную сетку, в промежутках контактной сетки химическим путем травят поверхность до базовой области, наносят пассивирующую, просветляющую пленку, например, на основе нитрида кремния, легированного водородом, и наносят прозрачную, защитную пленку, например двуокись кремния.15. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter, including chemical etching and cleaning the surface of the base region, applying wide-gap p + or (p + ) layers doped with donor and acceptor impurities, applying contacts in the form of a grid and creating a passivating, antireflective film on the surface of the base region, characterized the fact that wide-gap layers are applied with a thickness of more than 0.2 μm, cover these layers with metal contacts of aluminum, copper or silver, form a contact network, in the intervals of the contact network chemically etch the surface to the base region, apply a passivating, antireflection film, for example, based on silicon nitride doped with hydrogen, and apply a transparent, protective film, for example silicon dioxide.
16. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя по п.15, отличающийся тем, что рисунок металлической контактной сетки формируют из пленки фоторезиста методом импринт-литографии.16. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter according to item 15, wherein the pattern of the metal contact grid is formed from a photoresist film by imprint lithography.
17. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя по п.15, отличающийся тем, что рисунок металлической контактной сетки формируют методом лазерного гравирования.17. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter according to item 15, wherein the pattern of the metal contact grid is formed by laser engraving.
18. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя по п.15. отличающийся тем, что рисунок металлической контактной сетки формируют методом механического фрезерования.18. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter according to clause 15. characterized in that the pattern of the metal contact mesh is formed by mechanical milling.
19. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя по п.15, отличающийся тем, что химическую обработку поверхности базовой области выполняют плазмохимическим методом.19. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter according to claim 15, characterized in that the chemical surface treatment of the base region is performed by a plasma-chemical method.
20. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя по любому из пп.15 и 19, отличающийся тем, что при химической обработке поверхности базовой области выполняют текстурирование поверхности.20. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter according to any one of paragraphs.15 and 19, characterized in that during the chemical treatment of the surface of the base region, surface texturing is performed.
21. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя по п.15, отличающийся тем, что пасивирующую, просветляющую пленку выполняют методом атомно-слоевого осаждения.21. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter according to clause 15, wherein the passivating, antireflection film is performed by atomic layer deposition.
22. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя, включающий химическое травление и очистку поверхности базовой области, нанесение широкозонных п+ или (р+) слоев, легированных донорной и акцепторной примесями, нанесение контактов в форме сетки и создание на поверхности базовой области пассивирующей, просветляющей пленки, отличающийся тем, что пассивирующую, просветляющую пленку на основе нитрида кремния наносят после химического травления и очистки поверхности базовой области при температуре 200-850°С, покрывают упомянутую пленку защитным слоем, создают в пленке и защитном слое окна в форме контактной сетки, наносят широкозонные п+ или (р+) слои при температуре ниже 300°С и всю поверхность окон покрывают металлическим контактом с верхним слоем из алюминия, меди или серебра.22. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter, including chemical etching and cleaning of the surface of the base region, applying wide-gap p + or (p + ) layers doped with donor and acceptor impurities, applying contacts in the form of a grid and creating a passivating, antireflective film on the surface of the base region, characterized the fact that a passivating, antireflection film based on silicon nitride is applied after chemical etching and cleaning the surface of the base region at a temperature of 200-850 ° C, th film protective layer, creating in the film and the protective layer of the window in the form of a contact grid, causing wide-gap n + or (p +) layer at a temperature below 300 ° C and the entire surface of the windows coated metal contact with the top layer of aluminum, copper or silver.
23. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя по п.22, отличающийся тем, что пассивирующую, просветляющую пленку на основе нитрида кремния создают атомно-слоевым осаждением.23. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter according to item 22, wherein the passivating, antireflective film based on silicon nitride is created by atomic layer deposition.
24. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя по п.22, отличающийся тем, что при химическом травлении выполняют текстурирование поверхности.24. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter according to claim 22, characterized in that during chemical etching, surface texturing is performed.
25. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя по п.22, отличающийся тем, что химическую обработку поверхности выполняют плазмохимическим методом.25. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter according to item 22, wherein the chemical surface treatment is performed by a plasma-chemical method.
26. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя по п.22, отличающийся тем, что окна контактной сетки формируют из пленки фоторезиста методом импринт-литографии.26. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter according to item 22, wherein the contact grid windows are formed from a photoresist film by imprint-lithography.
27. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя по п.22, отличающийся тем, что окна контактной сетки формируют методом лазерного гравирования.27. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter according to claim 22, characterized in that the contact grid windows are formed by laser engraving.
28. Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя по п.22, отличающийся тем, что широкозонные п+ или (р+) слои наносят плазмохимическим методом.
28. A method of manufacturing a semiconductor photoconverter according to item 22, wherein the wide-gap p + or (p + ) layers are applied by a plasma-chemical method.