RU2392693C1

RU2392693C1 - Semiconductor ultraviolet radiation sensor based on aluminium nitride and method of making said sensor

Info

Publication number: RU2392693C1
Application number: RU2009114268/28A
Authority: RU
Inventors: Андрей Михайлович Спивак (RU); Андрей Михайлович Спивак; Александр Петрович Сазанов (RU); Александр Петрович Сазанов; Валентин Петрович Афанасьев (RU); Валентин Петрович Афанасьев; Петр Валентинович Афанасьев (RU); Петр Валентинович Афанасьев
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2010-06-20

Abstract

FIELD: physics, semiconductors.

SUBSTANCE: invention relates to microelectronics and can be used in designing semiconductor ultraviolet radiation sensors. A semiconductor UV radiation sensor has a substrate on which there are series-arranged wiring layer made from TiN, a photosensitive AlN layer, and an electrode system which includes a platinum rectifying electrode which is semi-transparent in the C-region of UV radiation, connected to the AlN layer to form a Schottky contact, first and second leads for connecting to an external measuring circuit, where the first lead is connected to the wiring layer and the second to the rectifying electrode. The method of making a semiconductor UV radiation sensor involves successive deposition of a wiring TiN layer and a photosensitive AlN layer onto a substrate through reactive magnetron sputtering on a general processing unit in a nitrogen-containing gas medium with subsequent formation of a platinum rectifying electrode which is semitransparent in the C-region of UV radiation, connected to the photosensitive AlN layer to form a Schottky contact, and leads for connecting the rectifying electrode and the wiring layer to an external measuring circuit. The wiring and photosensitive layers are deposited continuously without allowing cooling down of the substrate. The platinum rectifying electrode is made through three-electrode ion-plasma sputtering of a platinum target at pressure of 0.5-0.6 Pa for 4-6 minutes, target potential of 0.45-0.55 kV and anode current of 0.8+1.2 A. Sensitivity of the end product is equal to 65-72 mA/W.

EFFECT: increased sensitivity of the end product.

2 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретения относятся к микроэлектронике и могут быть использованы в технологии конструирования полупроводниковых датчиков (ППД) ультрафиолетового излучения (УФИ) с чувствительным слоем, выполненным из нитрида алюминия (A1N).The invention relates to microelectronics and can be used in the design technology of semiconductor sensors (PPD) of ultraviolet radiation (UVI) with a sensitive layer made of aluminum nitride (A1N).

Известен датчик УФИ, содержащий полупроводниковую структуру с одним барьером, включающую слой некристаллического полупроводника с высоким удельным сопротивлением на полупроводниковой подложке первого типа проводимости, источник напряжения и электродную систему (ЭС), сформированную с возможностью подачи напряжения смещения от источника напряжения к полупроводниковой структуре (JP 4-81352, H01L 31/09, 1992).A known UV sensor containing a semiconductor structure with one barrier, including a layer of non-crystalline semiconductor with high resistivity on a semiconductor substrate of the first type of conductivity, a voltage source and an electrode system (ES), formed with the possibility of applying bias voltage from the voltage source to the semiconductor structure (JP 4 -81352, H01L 31/09, 1992).

Известен также ППД УФИ, содержащий подложку из монокристаллического сапфира, эпитаксиально выращенный на подложке фоточувствительный слой AlN и ЭС, выполненную с образованием высокоомных параллельных участков в слое AlN, а ЭС сформирована в плоскости раздела подложки со слоем полупроводника (RU 2155418, H01L 31/09, 2000).Also known is UFD PPD containing a single-crystal sapphire substrate, an photosensitive AlN and ES layer epitaxially grown on the substrate, formed with the formation of high-resistance parallel sections in the AlN layer, and the ES is formed in the interface plane of the substrate with the semiconductor layer (RU 2155418, H01L 31/09, 2000).

Однако данные датчики принципиально не могут работать в генераторном режиме, требуя установки источника электрического питания во внешней измерительной цепи, что затрудняет их использование в полевых условиях.However, these sensors basically cannot work in the generator mode, requiring the installation of an electric power source in an external measuring circuit, which complicates their use in the field.

Основная тенденция развития данного вида техники заключается в повышении чувствительности целевого изделия за счет покрытия подложки монтажным слоем, выполняющим функцию дислокационного фильтра, обеспечивающего высокое структурное совершенство фоточувствительного слоя AlN.The main trend in the development of this type of technology is to increase the sensitivity of the target product by coating the substrate with an assembly layer that acts as a dislocation filter that provides high structural perfection of the photosensitive AlN layer.

Эта тенденция реализована в ППД УФИ на основе нитрида алюминия, содержащего подложку, на которой последовательно расположены монтажный слой, выполненный из низкотемпературного нитрида алюминия несовершенной структуры, нитрида галлия или из твердого раствора n-Al(Ga)N, и фоточувствительный слой нитрида алюминия. Датчик содержит также электродную систему, включающую омический электрод, соединенный с монтажным слоем и выпрямляющий электрод, соединенный с фоточувствительным слоем нитрида алюминия с образованием контакта Шотки (US 20080087914, H01L 1/00,21/00,2008).This trend is implemented in the UVD UFD based on aluminum nitride containing a substrate on which a mounting layer made of low-temperature aluminum nitride of imperfect structure, gallium nitride, or n-Al (Ga) N solid solution and a photosensitive layer of aluminum nitride are sequentially arranged. The sensor also contains an electrode system including an ohmic electrode connected to the mounting layer and a rectification electrode connected to the photosensitive layer of aluminum nitride to form a Schottky contact (US 20080087914, H01L 1 / 00.21 / 00.2008).

Такой датчик обладает низкой фоточувствительностью из-за влияния помех, связанных с рекомбинацией носителей зарядов в межэлектродном пространстве. Кроме того, он нетехнологичен в изготовлении.Such a sensor has low photosensitivity due to the influence of interference associated with the recombination of charge carriers in the interelectrode space. In addition, it is low-tech in manufacturing.

Наиболее близким к заявляемому является ППД УФИ на основе нитрида алюминия, содержащий подложку, на которой последовательно расположены монтажный слой, выполненный из нитрида титана, и фоточувствительный слой нитрида алюминия, и электродную систему, включающую платиновый выпрямляющий электрод, соединенный с фоточувствительным слоем нитрида алюминия с образованием контакта Шотки, первый и второй выводы для присоединения к внешней измерительной цепи, причем первый вывод связан с монтажным слоем, а второй вывод связан с выпрямляющим электродом (Спивак А.М. Формирование многослойных фотоприемных структур ультрафиолетового диапазона на основе тонких пленок нитрида алюминия. - “Вакуумная техника и технология”, 2008, т.18, №1, с.13-15). Здесь монтажный слой одновременно выполняет функцию омического электрода, что имеет следствием повышение чувствительности датчика за счет уменьшения межэлектродного сопротивления, а также упрощение его конструкции.Closest to the claimed is UFD UFD based on aluminum nitride, containing a substrate on which a mounting layer made of titanium nitride and a photosensitive layer of aluminum nitride are arranged sequentially, and an electrode system including a platinum rectifying electrode connected to a photosensitive layer of aluminum nitride to form Schottky contact, the first and second terminals for connection to an external measuring circuit, the first terminal connected to the mounting layer, and the second terminal connected to the rectifier ctrodom (Spivak AM The formation of multilayer photodetector structures of the ultraviolet range based on thin films of aluminum nitride. - “Vacuum equipment and technology”, 2008, t.18, No. 1, p.13-15). Here, the mounting layer simultaneously serves as an ohmic electrode, which results in an increase in the sensitivity of the sensor by reducing the interelectrode resistance, as well as simplifying its design.

В конструкции прототипа площадь выпрямляющего электрода должна быть значительной для увеличения фототока. Однако выполнение этого требования препятствует проникновению УФИ к участку фоточувствительного слоя, закрытому данным электродом. Поэтому фоточувствительность прототипного датчика продолжает оставаться низкой.In the design of the prototype, the area of the rectifying electrode should be significant to increase the photocurrent. However, the fulfillment of this requirement prevents UVB from penetrating to the photosensitive layer region covered by this electrode. Therefore, the photosensitivity of the prototype sensor remains low.

Технической задачей предлагаемого ППД УФИ является повышение его фоточувствительности.The technical task of the proposed PPD UVI is to increase its photosensitivity.

Решение указанной технической задачи заключается в том, что в конструкцию ППД УФИ, содержащего подложку, на которой последовательно расположены монтажный слой, выполненный из нитрида титана, и фоточувствительный слой нитрида алюминия, и электродную систему, включающую платиновый выпрямляющий электрод, соединенный с фоточувствительным слоем нитрида алюминия с образованием контакта Шотки, и первый, и второй выводы для присоединения к внешней измерительной цепи, причем первый вывод связан с монтажным слоем, а второй вывод связан с выпрямляющим электродом, вносится следующее изменение: выпрямляющий электрод выполнен полупрозрачным в С-области ультрафиолетового диапазона излучения.The solution to this technical problem lies in the fact that in the design of the PPD UVI containing a substrate on which a mounting layer made of titanium nitride and a photosensitive layer of aluminum nitride are arranged sequentially, and an electrode system including a platinum rectifying electrode connected to a photosensitive layer of aluminum nitride with the formation of a Schottky contact, both the first and second terminals for connection to an external measuring circuit, the first terminal connected to the mounting layer, and the second terminal connected to the rectifier yayuschim electrode, the following change is introduced: rectifying semi-transparent electrode is formed in the C-band of ultraviolet radiation.

Степень прозрачности выпрямляющего электрода зависит от технологии его изготовления, что рассматривается далее.The degree of transparency of the rectifying electrode depends on its manufacturing technology, which is discussed below.

Причинно-следственная связь между внесенным изменением и достигнутым техническим результатом заключается в том, что полупрозрачный электрод обеспечивает возможность приема УФИ закрываемого им участка поверхности фоточувствительного слоя датчика, что имеет следствием резкое повышение его фоточувствительности.A causal relationship between the change and the technical result achieved is that the translucent electrode makes it possible to receive UV radiation of the surface portion of the photosensitive layer of the sensor that it covers, which results in a sharp increase in its photosensitivity.

Известен способ изготовления ППД УФИ, предусматривающий формирование металлических электродов на рабочую поверхность подложки с последующим покрытием рабочей поверхности подложки и электродов тонкой пленкой A1N без использования монтажного слоя с помощью реактивного распыления или химического осаждения из газовой фазы (WO 2008133920, H01L 23/29; H01L 23/28, 2008).A known method of manufacturing a UVD PPD, which provides for the formation of metal electrodes on the working surface of the substrate, followed by coating the working surface of the substrate and the electrodes with a thin film A1N without using an assembly layer using reactive sputtering or chemical vapor deposition (WO 2008133920, H01L 23/29; H01L 23 / 28, 2008).

Известен также способ изготовления ППД УФИ путем нанесения слоя проводникового материала на подложку из монокристаллического сапфира с последующим формированием в нем ЭС с помощью фотолитографии. Далее производят эпитаксиальное наращивание A1N и подключают ЭС к внешней измерительной схеме (RU 2155418, H01L 31/09,2000).There is also known a method of manufacturing PPD UVI by applying a layer of conductive material on a substrate of single-crystal sapphire with subsequent formation of an ES in it using photolithography. Next, an A1N epitaxial extension is performed and the ES is connected to an external measuring circuit (RU 2155418, H01L 31 / 09,2000).

Однако целевые изделия, полученные данными способами, обладают низкой чувствительностью из-за структурного несовершенства фоточувствительного слоя AlN.However, the target products obtained by these methods have low sensitivity due to the structural imperfection of the photosensitive AlN layer.

Для обеспечения структурного совершенства фоточувствительного слоя A1N ближайший аналог способа предусматривает последовательное нанесение на подложку осаждением из газовой фазы металлоорганических соединений монтажного слоя низкотемпературного нитрида алюминия несовершенной структуры, нитрида галлия или твердого раствора n-Al(Ga)N при температуре 800°С и более и фоточувствительного слоя нитрида алюминия при температуре свыше 1000°С с последующим формированием электродной системы, включающей омический электрод, соединенный с монтажным слоем и выпрямляющий электрод, соединенный с фоточувствительным слоем нитрида алюминия с образованием контакта Шотки, и выводов для подключения выпрямляющего и омического электродов к внешней измерительной цепи (US 20080087914, H01L 31/00, 21/00, 2008).To ensure the structural perfection of the photosensitive A1N layer, the closest analogue of the method provides for the sequential deposition of a mounting layer of low-temperature aluminum nitride of an imperfect structure, gallium nitride, or n-Al (Ga) N solid solution at a temperature of 800 ° С or more on a substrate by deposition of organometallic compounds a layer of aluminum nitride at temperatures above 1000 ° C followed by the formation of an electrode system including an ohmic electrode connected to the mounting a layer and a rectifying electrode connected to a photosensitive layer of aluminum nitride with the formation of a Schottky contact, and leads for connecting the rectifying and ohmic electrodes to an external measuring circuit (US 20080087914, H01L 31/00, 21/00, 2008).

Недостатком этого способа является низкая фоточувствительность получаемых целевых изделий. Кроме того, данный способ обладает низкой технологичностью, вплоть до несовместимости с типовыми процессами кремниевой микротехнологии из-за необходимости проведения процессов нанесения монтажного и фоточувствительного слоев при высоких температурах, что не позволяет предварительно формировать другие интегральные элементы (например, элементы схемы обработки фотосигнала) на одном кристалле с датчиком.The disadvantage of this method is the low photosensitivity of the resulting target products. In addition, this method has low manufacturability, up to incompatibility with typical processes of silicon microtechnology due to the need for processes of applying the mounting and photosensitive layers at high temperatures, which does not allow you to pre-form other integral elements (for example, elements of the processing circuit of the photo signal) on one crystal with sensor.

Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления ППД УФИ на основе нитрида алюминия, предусматривающий последовательное нанесение на подложку монтажного слоя нитрида титана и фоточувствительного слоя нитрида алюминия реактивным магнетронным распылением на общей технологической установке в азотсодержащей газовой среде с последующим формированием алюминиевого или платинового выпрямляющего электрода, соединенного с фоточувствительным слоем нитрида алюминия с образованием контакта Шотки, и выводов для подключения выпрямляющего электрода и монтажного слоя к внешней измерительной цепи электродом (Спивак А.М. Формирование многослойных фотоприемных структур ультрафиолетового диапазона на основе тонких пленок нитрида алюминия. - “Вакуумная техника и технология”, 2008, т.18, №1, с.13-15).Closest to the claimed one is a method of manufacturing a UVD UFD based on aluminum nitride, comprising sequentially depositing a mounting layer of titanium nitride and a photosensitive layer of aluminum nitride by reactive magnetron sputtering on a common technological installation in a nitrogen-containing gas medium, followed by the formation of an aluminum or platinum rectifying electrode connected to a photosensitive layer of aluminum nitride with the formation of a Schottky contact, and conclusions for connecting a rectifier the electrode and the mounting layer to the external measuring circuit with an electrode (Spivak A.M. Formation of multilayer photodetector structures of the ultraviolet range based on thin films of aluminum nitride. - “Vacuum Engineering and Technology”, 2008, v. 18, No. 1, p.13- fifteen).

При техническом осуществлении данного способа нанесение монтажного и фоточувствительного слоев реактивным магнетронным распылением возможно в общеизвестных режимах, в частности, при относительно низкой температуре подложки 350°С, что обеспечивает совместимость с типовыми процессами кремниевой микротехнологии.In the technical implementation of this method, the deposition of the assembly and photosensitive layers by reactive magnetron sputtering is possible in well-known modes, in particular, at a relatively low substrate temperature of 350 ° C, which ensures compatibility with typical processes of silicon microtechnology.

Однако чувствительность целевых изделий, изготавливаемых прототипным способом, продолжает оставаться низкой из-за уменьшения активной области фоточувствительного слоя по причине непрозрачности закрывающего эту область слоя выпрямляющего электрода.However, the sensitivity of the target products manufactured by the prototype method continues to remain low due to a decrease in the active region of the photosensitive layer due to the opacity of the rectifying electrode layer covering this region.

Технической задачей предлагаемого способа является повышение фоточувствительности целевого изделия.The technical task of the proposed method is to increase the photosensitivity of the target product.

Решение указанной технической задачи заключается в том, что в способ изготовления ППД УФИ на основе нитрида алюминия, предусматривающий последовательное нанесение на подложку монтажного слоя нитрида титана и фоточувствительного слоя нитрида алюминия реактивным магнетронным распылением на общей технологической установке в азотсодержащей газовой среде с последующим формированием платинового выпрямляющего электрода, соединенного с фоточувствительным слоем нитрида алюминия с образованием контакта Шотки, и выводов для подключения выпрямляющего электрода и монтажного слоя к внешней измерительной цепи, вносятся следующие изменения:The solution of this technical problem lies in the fact that in a method of manufacturing PPD UVI based on aluminum nitride, which involves sequentially depositing a mounting layer of titanium nitride and a photosensitive layer of aluminum nitride by reactive magnetron sputtering on a common technological installation in a nitrogen-containing gas medium with the subsequent formation of a platinum straightening electrode connected to a photosensitive layer of aluminum nitride to form a Schottky contact, and the findings for connecting you straight electrode and mounting layer to the external measuring circuit, the following changes are made:

1) операции нанесения монтажного и фоточувствительного слоев производят непрерывно, не допуская остывания подложки;1) the operation of applying the mounting and photosensitive layers is carried out continuously, not allowing the substrate to cool;

2) платиновый выпрямляющий электрод формируют полупрозрачным в С-области ультрафиолетового диапазона трехэлектродным ионно-плазменным распылением платиновой мишени при давлении 0,5÷0,6 Па в течение 4÷6 минут, потенциале мишени 0,45÷0,55 кВ и анодном токе 0,8÷1,2 А.2) a platinum rectification electrode is formed by a three-electrode ion-plasma sputtering of a platinum target translucent in the C-region of the ultraviolet range at a pressure of 0.5 ÷ 0.6 Pa for 4 ÷ 6 minutes, the target potential of 0.45 ÷ 0.55 kV and the anode current 0.8 ÷ 1.2 A.

Непрерывное выполнение операций нанесения монтажного и фоточувствительного слоев реактивным магнетронным распылением на одной технологической установке в азотсодержащей газовой среде, не допуская остывания подложки, обеспечивает наиболее высокое структурное совершенство фоточувствительного слоя. В противном случае на поверхности TiN успевают появиться микрочастицы, ухудшающие структуру слоя AlN, что снижает чувствительность и надежность целевого изделия, вплоть до закорачивания электродов.Continuous operations of applying the mounting and photosensitive layers by reactive magnetron sputtering on a single technological installation in a nitrogen-containing gas medium, preventing the substrate from cooling, provides the highest structural excellence of the photosensitive layer. Otherwise, microparticles have time to appear on the TiN surface, worsening the structure of the AlN layer, which reduces the sensitivity and reliability of the target product, up to the shorting of the electrodes.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого ППД УФИ; на фиг.2 представлена спектральная характеристика датчика к приведенному примеру; в табл.1 приведены данные о чувствительности ППД УФИ в режиме короткого замыкания в зависимости от значения технологических параметров операции нанесения выпрямляющего электрода.Figure 1 shows a diagram of the proposed PPD UVI; figure 2 presents the spectral characteristic of the sensor for the given example; Table 1 shows the data on the sensitivity of the PDI UVI in the short circuit mode, depending on the value of the technological parameters of the operation of applying the rectifying electrode.

ППД УФИ (фиг.1) содержит кремниевую подложку 1, на которой последовательно расположены монтажный слой 2, выполненный из TiN, и фоточувствительный слой 3, выполненный из AlN, и ЭС, включающую полупрозрачный в С-области УФИ платиновый выпрямляющий электрод 4, соединенный с фоточувствительным слоем 3 с образованием контакта Шотки. Для подключения к внешней измерительной цепи выполнены токопроводящие выводы 5 и 6, при этом вывод 5 приварен к монтажному слою 2, выполняющему в данном изделии также функцию омического электрода, а вывод 6 приварен к выпрямляющему электроду 4.The UVD PPD (Fig. 1) contains a silicon substrate 1 on which a mounting layer 2 made of TiN and a photosensitive layer 3 made of AlN, and an ES including a translucent in the C-region UVI platinum rectifying electrode 4 connected to photosensitive layer 3 with the formation of a Schottky contact. To connect to the external measuring circuit, conductive leads 5 and 6 are made, while terminal 5 is welded to the mounting layer 2, which also performs the function of an ohmic electrode in this product, and terminal 6 is welded to the rectifying electrode 4.

При облучении со стороны полупрозрачного электрода 4 УФИ С-области в фоточувствительном слое 3 генерируются носители заряда за счет межзонного возбуждения УФИ. Указанные носители заряда разделяются электрическим полем барьера Шотки, вследствие чего во внешней измерительной цепи протекает фототок (в данном случае имеется в виду ток короткого замыкания), значение которого зависит от мощности источника УФИ.Upon irradiation from the side of the translucent electrode 4 of the ultraviolet radiation of the C region in the photosensitive layer 3, charge carriers are generated due to interband excitation of the ultraviolet radiation. The indicated charge carriers are separated by the electric field of the Schottky barrier, as a result of which a photocurrent flows in the external measuring circuit (in this case, the short-circuit current is meant), the value of which depends on the power of the UV radiation source.

При наличии во внешней измерительной цепи источника ЭДС датчик работает в режиме обратно включенного фотодиода, сопротивление которого зависит от мощности источника УФИ.If there is an EMF source in the external measuring circuit, the sensor operates in the reverse-connected photodiode mode, the resistance of which depends on the power of the UV radiation source.

Данный ППД УФИ изготовлен следующим образом. На кремниевую подложку 1 наносят монтажный слой 2 нитрида титана реактивным магнетронным распылением титановой мишени на постоянном токе 2 А в азотсодержащей газовой среде (Аr 70 объем. %; N₂ 30 объем. %) при давлении 1 Па и температуре подложки 330°С в течение 12 мин. Выращенный слой TiN имеет толщину 0,6 мкм и удельное сопротивление 40 мкОм·см. Немедленно по окончании данной операции на той же технологической установке при том же значении температуры, давления и состава газовой смеси на монтажный слой 2 наносят фоточувствительный слой 3 нитрида алюминия магнетронным распылением алюминиевой мишени на переменном токе частотой 13,56 МГц при мощности разряда 500 Вт в течение 6 ч. Толщина выращенного слоя A1N составляет 0,5 мкм. Плотность сквозных дефектов в нем не более 10000 см^-2. По месту присоединения вывода 5 к слою 2 слой 3 вытравливают слабым раствором КОН. Далее на открытой поверхности фоточувствительного слоя 3 формируют платиновый выпрямляющий электрод 4, образовав барьер Шотки между данным электродом и фоточувствительным слоем 3.This PPD UVI is made as follows. A mounting layer 2 of titanium nitride is applied to the silicon substrate 1 by reactive magnetron sputtering of a titanium target at a constant current of 2 A in a nitrogen-containing gas medium (Ar 70 vol.%; N ₂ 30 vol.%) At a pressure of 1 Pa and a substrate temperature of 330 ° C for 12 minutes The grown TiN layer has a thickness of 0.6 μm and a specific resistance of 40 μOhm · cm. Immediately upon completion of this operation, on the same technological unit, at the same temperature, pressure and composition of the gas mixture, a photosensitive layer 3 of aluminum nitride is deposited on the mounting layer 2 by magnetron sputtering of an aluminum target with an alternating current frequency of 13.56 MHz at a discharge power of 500 W for 6 hours. The thickness of the grown A1N layer is 0.5 μm. The density of through defects in it is not more than 10,000 cm ^-2 . At the point of connection of terminal 5 to layer 2, layer 3 is etched with a weak KOH solution. Then, a platinum rectifying electrode 4 is formed on the open surface of the photosensitive layer 3, forming a Schottky barrier between this electrode and the photosensitive layer 3.

Полупрозрачность платинового выпрямляющего электрода 4 в С-области ультрафиолетового диапазона обеспечивается режимом его формирования. Выпрямляющий электрод 4 формируют трехэлектродным ионно-плазменным распылением платиновой мишени. В данном примере операцию формирования выпрямляющего электрода 4 проводят при различных значениях давления в диапазоне от 0,4 до 0,7 Па, экспозиции в диапазоне от 3 до 8 мин, потенциале мишени в диапазоне от 0,4 до 0,6 кВ и анодном токе в диапазоне от 0,6 до 1,4 А. После этого к монтажному слою 2 и выпрямляющему электроду 4 приваривают выводы 5 и 6 соответственно, выполненные из Аu.The translucency of the platinum rectifying electrode 4 in the C-region of the ultraviolet range is provided by the mode of its formation. The rectifying electrode 4 is formed by three-electrode ion-plasma sputtering of a platinum target. In this example, the operation of forming the rectifying electrode 4 is carried out at various pressures in the range from 0.4 to 0.7 Pa, exposure in the range from 3 to 8 min, the target potential in the range from 0.4 to 0.6 kV and the anode current in the range from 0.6 to 1.4 A. After that, conclusions 5 and 6, respectively, made of Au are welded to the mounting layer 2 and the rectifying electrode 4.

Как видно из таблицы, целевое изделие работоспособно при следующих значениях технологических параметров ионно-плазменного распыления платиновой мишени: давление 0,5÷0,6 Па; экспозиция 4÷6 мин; потенциал мишени 0,45÷0,55 кВ; анодный ток 0,8÷1,2 А. При указанных значениях технологических параметров фоточувствительность целевого изделия в режиме короткого замыкания составляет 65÷72 мА/Вт, что, по данным испытаний, проведенных в Центре технологий микроэлектроники, более чем в 9 раз, превосходит фоточувствительность прототипных изделий. При этом в оптимальном режиме прозрачность выпрямляющего электрода достигает 34%. При нижних запредельных значениях технологических параметров невозможно обеспечить целостность выпрямляющего электрода, а при верхних запредельных значениях технологических параметров фоточувствительность резко снижается из-за слабой прозрачности выпрямляющего электрода. Спектральная область поглощения ППД в данном примере лежит в пределах от 210 до 290 нм (фиг.2).As can be seen from the table, the target product is operational at the following values of the technological parameters of the ion-plasma sputtering of the platinum target: pressure 0.5 ÷ 0.6 Pa; exposure 4 ÷ 6 min; target potential 0.45 ÷ 0.55 kV; the anode current is 0.8 ÷ 1.2 A. At the indicated values of the process parameters, the photosensitivity of the target product in the short circuit mode is 65 ÷ 72 mA / W, which, according to tests conducted at the Center for Microelectronics Technologies, is more than 9 times higher than photosensitivity of prototype products. Moreover, in the optimal mode, the transparency of the rectifying electrode reaches 34%. At the lower transcendental values of the technological parameters, it is impossible to ensure the integrity of the rectifying electrode, and at the upper transcendental values of the technological parameters, the photosensitivity sharply decreases due to the low transparency of the rectifying electrode. The spectral absorption region of the PPD in this example lies in the range from 210 to 290 nm (figure 2).

Таким образом, использование предлагаемых технических решений по сравнению с прототипом позволяет повысить чувствительность ППД УФИ. Технический результат, производный от достигнутого, заключается в естественной селективности в отношении спектра принимаемых сигналов УФИ.Thus, the use of the proposed technical solutions in comparison with the prototype allows you to increase the sensitivity of the PPD UVI. The technical result, derived from the achieved, is the natural selectivity with respect to the spectrum of the received UV signals.

Технические характеристики ППД УФИ в зависимости от режима нанесения выпрямляющего электродаTechnical characteristics of PPD UVI depending on the application mode of the rectifying electrode Значение режимных параметровThe value of the operational parameters Фоточувствительность, мА/ВтPhotosensitivity, mA / W Примечание (прозрачность электрода, %)Note (electrode transparency,%) давление, Паpressure, Pa экспозиция, минexposure, min потенциал мишени, кВtarget potential, kV анодный ток, Аanode current, A 0,40.4 33 0,400.40 0,60.6 3232 Pt покрывает <50% фоточувствительного слояPt covers <50% of the photosensitive layer 0,50.5 4four 0,450.45 0,80.8 6565 0,550.55 55 0,500.50 1,01,0 7272 3434 0,60.6 66 0,550.55 1,21,2 7171 0,70.7 88 0,600.60 1,41.4 18eighteen <10<10

Claims

1. A semiconductor ultraviolet radiation sensor based on aluminum nitride, comprising a substrate on which a mounting layer made of titanium nitride and a photosensitive layer of aluminum nitride are arranged sequentially, and an electrode system including a platinum rectification electrode connected to a photosensitive layer of aluminum nitride to form a contact Schottky, the first and second leads for connection to an external measuring circuit, the first lead connected to the mounting layer, and the second lead connected to the rectified gate electrode, wherein the electrode is a rectifying translucent region in the C-band ultraviolet radiation.

2. A method of manufacturing a semiconductor ultraviolet radiation sensor based on aluminum nitride, comprising sequentially depositing a mounting layer of titanium nitride and a photosensitive layer of aluminum nitride by reactive magnetron sputtering on a common technological installation in a nitrogen-containing gas medium, followed by the formation of a platinum straightening electrode connected to the photosensitive layer of nitride aluminum with the formation of a Schottky contact, and conclusions for connecting the rectifier about the electrode and the mounting layer to the external measuring circuit, characterized in that the operations of applying the mounting and photosensitive layers are performed continuously, without allowing the substrate to cool, while the platinum rectifying electrode is formed by semiconducting in the C region of the ultraviolet range by three-electrode ion-plasma sputtering of the platinum target at a pressure 0.5 ÷ 0.6 Pa for 4 ÷ 6 min, target potential 0.45 ÷ 0.55 kV and anode current 0.8 ÷ 1.2 A.