RU2647978C2

RU2647978C2 - Method for making diodes for middle-wave ir range of spectrum

Info

Publication number: RU2647978C2
Application number: RU2015102672A
Authority: RU
Inventors: Наталья Дмитриевна Ильинская; Ольга Вениаминовна Иванова; Борис Анатольевич Матвеев; Максим Анатольевич Ременный; Анна Александровна Усикова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ИоффеЛЕД"
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2018-03-21
Also published as: RU2015102672A

Abstract

FIELD: electrical engineering; optics.

SUBSTANCE: invention relates to optoelectronic technology, namely to semiconductor devices intended for detecting and emitting infrared (IR) radiation at room temperature. Method for manufacturing diodes for the medium-wave infrared spectrum includes growing semiconductor layers, at least one of which absorbs/emits photons with an energy of 0.2–0.6 eV, carrying out photolithography and deposition on the semiconductor layers of n- and p-type sequences of metallic contact layers of a given geometry, At least one of which contains a noble metal and impurities, and at least one of which contains nickel and impurities, the ignition of contact layers at a temperature of 310–400 °C. In this case, the said sputtering on the p-type conductivity layer begins with the deposition of an alloy containing silver (80–97)% by mass and manganese (3–20) by weight, then a layer containing nickel and impurities and a gold layer with impurities are subsequently sprayed.

EFFECT: method for production of diodes for medium-wave IR spectrum is proposed.

8 cl, 5 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к оптоэлектронной технике, а именно к полупроводниковым приборам, предназначенным для детектирования и испускания инфракрасного (ИK) излучения при комнатной температуре. Имеется обширная область оптического приборостроения, где средневолновые источники спонтанного излучения и фотоприемники могут оказаться незаменимыми для устройств, измеряющих характеристики сред, для волоконно-оптических датчиков химического состава и температуры. Среди указанных устройств особое место занимают матрицы с плотно упакованными диодными элементами, позволяющими создавать на двумерной поверхности заданное распределение интенсивности излучения и/или регистрировать распределение падающего на матрицу неравновесного излучения от удаленного объекта. Для изготовления матриц удобно использовать узкозонные полупроводниковые соединения А³В⁵, а также гетероструктуры на их основе, обладающие низкой концентрацией дефектов и высокой стойкостью к влаге. К настоящему времени имеются примеры использования квантовых ям InAs/GaInSb/InAs [1], AlGaInAsSb/GaInAsSb/AlGaInAsSb [2], а также «объемных» полупроводников InGaAs [3], InGaAsSb [4] и InAs [5, 6] для изготовления многоэлементных монолитных источников и приемников излучения с высоким фактором заполнения.The invention relates to optoelectronic technology, in particular to semiconductor devices designed to detect and emit infrared (IR) radiation at room temperature. There is a vast field of optical instrumentation, where medium-wave spontaneous emission sources and photodetectors can be indispensable for devices that measure the characteristics of media, for fiber-optic sensors of chemical composition and temperature. Among these devices, a special place is occupied by matrices with densely packed diode elements, which allow creating a predetermined radiation intensity distribution on a two-dimensional surface and / or recording the distribution of nonequilibrium radiation incident on the matrix from a distant object. For the manufacture of matrices, it is convenient to use narrow-gap semiconductor compounds A ³ B ⁵ , as well as heterostructures based on them, which have a low concentration of defects and high resistance to moisture. To date, there are examples of the use of InAs / GaInSb / InAs quantum wells [1], AlGaInAsSb / GaInAsSb / AlGaInAsSb [2], as well as “bulk” InGaAs [3], InGaAsSb [4] and InAs [5, 6] semiconductors for fabrication multielement monolithic radiation sources and receivers with a high filling factor.

Одним из ключевых элементов в конструкции матриц и одиночных свето- и фотодиодов (ФД), определяющих их эксплуатационные параметры и долговременную стабильность, являются омические контакты, требования к которым включают а) низкое сопротивление, б) хорошую адгезию, в) устойчивость к коррозии и г) механическую прочность. Несмотря на большое количество исследований указанных выше свойств, на сегодняшний день нет единого рецепта изготовления контактов для всех полупроводников, удовлетворяющих всем (а-г) указанным выше требованиям.One of the key elements in the design of arrays and single light and photodiodes (PD) that determine their operational parameters and long-term stability are ohmic contacts, the requirements of which include a) low resistance, b) good adhesion, c) corrosion resistance and d ) mechanical strength. Despite the large number of studies of the above properties, today there is no single recipe for making contacts for all semiconductors that satisfy all (a-d) of the above requirements.

Известен способ изготовления диодов для средневолнового ИК диапазона спектра, включающий изготовление на подложке из n-GaSb с помощью молекулярно-лучевой эпитаксии многослойной эпитаксиальной гетероструктуры AlGaAsSb/AllnGaAsSb/GalnAsSb/AllnGaAsSb/../AlGaAsSb/p-GaSb, содержащей разделенные p-n переходом эпитаксиальные р- и n-области, из которых оптически активными в рабочем диапазоне длин волн 3.8 мкм являются четыре квантовых ямы GalnAsSb, подготовку поверхности для формирования омических контактов, собственно формирование омических контактов заданной геометрии путем напыления слоев, содержащих атомы Ti, Pt, Au, травление разделительных мез в смесях C₄H₄KNaO₆:HCl:H₂O₂:H₂O u C₆H₈O₇:H₂O₂ и разделительных канавок, утонение подложки, разделение гетероструктуры на чипы и монтаж чипов в корпус с токоподводящими элементами [2]. Предложенный в [2] способ позволил получить источники спонтанного излучения, яркостная температура которых при токе 0.6 А на длине волны 3.66 мкм составляла 825 и 1350 К при Т=300 K и Т=100 К соответственно.A known method of manufacturing diodes for the mid-wave IR range of the spectrum, including the manufacture of an n-GaSb substrate using molecular beam epitaxy of an AlGaAsSb / AllnGaAsSb / GalnAsSb / AllnGaAsSb /../ AlGaSSb / p-GaAsb multilayer epitaxial heterostructure - and n-regions, of which four GalnAsSb quantum wells are optically active in the operating wavelength range of 3.8 μm, surface preparation for the formation of ohmic contacts, the actual formation of ohmic contacts of a given path geometry deposition layers containing atoms of Ti, Pt, Au, etching separation mesas in mixtures of C ₄ H ₄ KNaO _6: HCl: H ₂ O _2: H ₂ O u C ₆ H ₈ O _7: H ₂ O ₂ and the dividing grooves, thinning substrates, the separation of the heterostructure into chips and the installation of chips in a housing with current-carrying elements [2]. The method proposed in [2] made it possible to obtain spontaneous emission sources, whose brightness temperature at a current of 0.6 A at a wavelength of 3.66 μm was 825 and 1350 K at T = 300 K and T = 100 K, respectively.

Известен способ изготовления диодов для средневолнового ИК диапазона спектра, включающий последовательное выращивание на подложке полупроводниковых слоев InAsSb(P) с р- и n-типом проводимости, в которых слой n-типа проводимости является оптически активным в диапазоне длин волн 4.2-4.8 мкм, проведение фотолитографии и напыление на полупроводниковые слои n- и р-типа последовательности металлических контактных слоев заданной геометрии, содержащих сплавы Au-Ge и Cr-Au [7]. Травление разделительных мез осуществлялось в смеси H₂O₂ и HNO₃ (5:3). Достоинство данного способа определить затруднительно, поскольку заявленные в [7] параметры мощности излучения светодиодов основаны на использовании в качестве эталона «светодиода, изготовленного в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе». В указанном институте, как известно, сосуществуют несколько исследовательских групп и независимых производителей свето- и фотодиодов со своими собственными, часто сильно различающимися эталонами и методиками измерения мощности излучения, поэтому определить мощность излучения, полученную в работе, не представляется возможным [7]. Примеры неадекватности измеренных параметров светодиодов из арсенида индия реальным фактам можно найти, например, в обзоре [8].A known method of manufacturing diodes for the mid-wave IR range of the spectrum, comprising sequentially growing on the substrate semiconductor layers of InAsSb (P) with p- and n-type conductivity, in which the n-type conductivity layer is optically active in the wavelength range of 4.2-4.8 μm, photolithography and sputtering on n- and p-type semiconductor layers of a sequence of metal contact layers of a given geometry containing Au-Ge and Cr-Au alloys [7]. Separation mesas were etched in a mixture of H ₂ O ₂ and HNO ₃ (5: 3). The advantage of this method is difficult to determine, since the parameters of the LED radiation power declared in [7] are based on the use of an “LED made at the Physicotechnical Institute named after A.F. Joffe. " As is known, several research groups and independent manufacturers of light and photodiodes coexist at this institute with their own, often very different standards and methods for measuring radiation power; therefore, it is not possible to determine the radiation power obtained in this work [7]. Examples of inadequacy of the measured parameters of LEDs from indium arsenide to real facts can be found, for example, in the review [8].

Отметим также, что золото и его сплавы с легирующей примесью акцепторного или донорного типа также часто используются при изготовлении контакта, примыкающего к In-содержащим полупроводниковым слоям свето- и фотодиодов: Au [9], Au-Zn [10, 11, 12], Au-Те [10, 12].We also note that gold and its alloys with a doping impurity of acceptor or donor type are also often used in the manufacture of a contact adjacent to In-containing semiconductor layers of light and photodiodes: Au [9], Au-Zn [10, 11, 12], Au-Te [10, 12].

Известен способ изготовления диодов для средневолнового ИК диапазона спектра, включающий последовательное выращивание на подложке InAs полупроводниковых слоев InAsSb_0.05/InAsSbP_0.3/InAsSb₀.₁₂/InAsSbP_0.3, один из которых (InAsSb_0.12) поглощает кванты с энергией 0.26-0.83 эВ, проведение фотолитографии и напыление на полупроводниковые слои n- и р-типа последовательности металлических контактных слоев, содержащих атомы Cr, Au, Ni и примеси [13].A known method of manufacturing diodes for the mid-wave IR range of the spectrum, including the sequential growth on an InAs substrate of semiconductor layers InAsSb _0.05 / InAsSbP _0.3 / InAsSb ₀ . ₁₂ / InAsSbP _0.3 , one of which (InAsSb _0.12 ) absorbs quanta with an energy of 0.26-0.83 eV, photolithography and sputtering of n- and p-type semiconductor layers of a sequence of metal contact layers containing Cr, Au, Ni atoms and impurities [13 ].

В известном способе [13] для изготовления диодов средневолнового ИК диапазона спектра использовалась структура, полученная методом ЖФЭ на подложке InAs с расположением р-n-перехода на границе InAsSb_0.05/InAsSbP_0.3. Контакт к поверхности полупроводника, через которую осуществлялся ввод излучения в активную область, выполнен на поверхности р-типа проводимости, что является характерной конструктивной особенностью для большинства других типов «плоских» диодов, принимающих и испускающих излучение в средневолновом диапазоне спектра электромагнитного излучения [14, 15, 16]. Достоинством такого фотодиода, как резонно отмечается в [13, 17], является расширенная спектральная полоса чувствительности, связанная с неглубоким залеганием р-n-перехода. Зависимость ширины спектральной кривой ФД из арсенида индия от глубины залеганием р-n-перехода/расстояния от облучаемой поверхности до р-n-перехода приведена в [18].In the known method [13], a structure obtained by the HPE method on an InAs substrate with the location of the pn junction at the InAsSb _0.05 / InAsSbP _0.3 interface was used to fabricate mid-IR diodes of the spectrum. The contact to the surface of the semiconductor through which radiation was introduced into the active region was made on the p-type surface of conductivity, which is a characteristic design feature for most other types of “flat” diodes receiving and emitting radiation in the medium wavelength range of the electromagnetic radiation spectrum [14, 15 , 16]. The advantage of such a photodiode, as is reasonably noted in [13, 17], is the extended spectral sensitivity band associated with a shallow occurrence of the pn junction. The dependence of the width of the spectral curve of the PD from indium arsenide on the depth of the pn junction / distance from the irradiated surface to the pn junction is given in [18].

Исходя из состава авторского коллектива, можно предположить, что в известном способе [13] первым на слой полупроводника напылялся слой Cr. Достоинством такого контакта является то, что он является отражающим. Так, например, в работе [19] рассматривается граница полупроводник/слой Cr и указывается, что в отражающей контактной системе, состоящей из пленок хрома и золота, уменьшение толщины пленки хрома возможно до такого уровня, при котором обеспечивается адгезия золота к полупроводнику (кремнию). Проведенные эксперименты показали, что минимальная толщина пленки хрома, обеспечивающая адгезию контактной системы к кремнию, составляет 5-6 нм. Но даже и при такой малой толщине пропускание пленки хрома при двойном прохождении излучения через нее составляет не более 58.5% и 52.6% соответственно, что, по мнению авторов, недостаточно. Эти значения близки к оценке коэффициента отражения в [20] для контактов, в которых первые два слоя совпадают со слоями, указанными в [19].Based on the composition of the team of authors, it can be assumed that in the known method [13], the Cr layer was first sprayed onto the semiconductor layer. The advantage of such contact is that it is reflective. So, for example, in [19], the semiconductor / Cr layer boundary is considered and it is indicated that in a reflective contact system consisting of chromium and gold films, a decrease in the thickness of the chromium film is possible to a level at which gold adheres to the semiconductor (silicon) . The experiments showed that the minimum thickness of the chromium film, providing adhesion of the contact system to silicon, is 5-6 nm. But even with such a small thickness, the transmission of the chromium film with double passage of radiation through it is no more than 58.5% and 52.6%, respectively, which, according to the authors, is not enough. These values are close to the reflection coefficient in [20] for contacts in which the first two layers coincide with the layers indicated in [19].

Недостатком известного способа [13] является то, что изготавливаемые по способу контакты «не в полной мере являлись омическими». Следствием этого было низкое значение токовой чувствительности из-за наличия дополнительных барьеров, обусловленных этими «неомическими» контактами. Дополнительные барьеры являются причинами также и избыточного разогрева структуры при ее работе, например, при прямом смещении в светодиодном режиме. Разогрев структуры в свою очередь приводит к существенному уменьшению эффективности преобразования из-за увеличения вероятности рекомбинации Оже.The disadvantage of this method [13] is that the contacts made by the method “were not fully ohmic”. The consequence of this was a low value of current sensitivity due to the presence of additional barriers due to these "neo-ohmic" contacts. Additional barriers are also causes of excessive heating of the structure during its operation, for example, with direct bias in the LED mode. Heating of the structure in turn leads to a significant decrease in the conversion efficiency due to an increase in the probability of Auger recombination.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ изготовления диодов для средневолнового ИК диапазона спектра, включающий последовательное выращивание на подложке полупроводниковых слоев с различающимся типом проводимости, по крайней мере один из которых поглощает/излучает кванты с энергией 0.2-0.6 эВ, проведение фотолитографии, напыление на полупроводниковые слои n- и р-типа последовательности металлических контактных слоев заданной геометрии, по крайней мере один из которых содержит благородный металл и примеси, и по крайней мере один из которых содержит никель и примеси, вжигание контактных слоев при температуре 310-400°C [21].Closest to the claimed solution is a method of manufacturing diodes for the mid-wave IR range of the spectrum, including sequentially growing on a substrate semiconductor layers with different types of conductivity, at least one of which absorbs / emits quanta with an energy of 0.2-0.6 eV, photolithography, sputtering on semiconductor n- and p-type layers of a sequence of metal contact layers of a given geometry, at least one of which contains a noble metal and impurities, and at least ie one which contains nickel and impurities, by heating the contact layers at a temperature of 310-400 ° C [21].

В известном решении [21] в полупроводниковом диоде (в СД и/или в ФД) создают контакты, содержащие четырехслойную систему Cr/Au/Ni/Au (например, Cr (80 Å) - Au (300 Å) - Ni (500 Å) - Au (1000 Å)), причем первый (от подложки) слой хрома, контактирующий с полупроводником, с близким к InAs составом «обеспечивает малую глубину проникновения контакта вглубь эпитаксиальной структуры, восстанавливает окисные пленки и обеспечивает хорошую адгезию наносимого на него последующего слоя золота. Указанные слои хрома и золота формируют основную часть многослойной контактной системы. Золото - это химически инертный металл, обладающий высокой проводимостью, он применяется также и для формирования последнего (верхнего) проводящего слоя. Применение пленки никеля необходимо для исключения взаимодействия между контактным и проводящим слоями и снижения диффузии золота вглубь структуры». После нанесения металлических слоев осуществляют кратковременную высокотемпературную (t=310-400°C) обработку контактов в атмосфере водорода или инертного газа, т.е. вжигание контактных слоев.In the well-known solution [21], contacts containing a four-layer Cr / Au / Ni / Au system (for example, Cr (80 Å) - Au (300 Å) - Ni (500 Å) are created in a semiconductor diode (in an LED and / or in a PD) ) - Au (1000 Å)), and the first (from the substrate) chromium layer in contact with the semiconductor, with a composition close to InAs, “provides a small penetration depth of the contact deep into the epitaxial structure, restores oxide films and ensures good adhesion of the subsequent gold layer deposited on it . These layers of chromium and gold form the bulk of the multilayer contact system. Gold is a chemically inert metal with high conductivity, it is also used to form the last (upper) conductive layer. The use of a nickel film is necessary to exclude the interaction between the contact and conductive layers and to reduce the diffusion of gold deep into the structure. " After applying the metal layers, a short-term high-temperature (t = 310-400 ° C) contact processing in an atmosphere of hydrogen or an inert gas, i.e. burning contact layers.

Как было установлено в ходе наших экспериментов, недостатком известного способа является необходимость использования высокого вакуума (10^-9 мм рт.ст.), т.е. использования дорогостоящего оборудования. При использовании стандартного (дешевого) оборудования, обеспечивающего степень откачки (10^-6 мм рт.ст.) контакт, изготовленный известным способом, характеризуется невысокой надежностью, обусловленной недостаточной адгезией металла к полупроводнику.As was established in the course of our experiments, the disadvantage of this method is the need to use a high vacuum (10 ^-9 mm Hg), i.e. the use of expensive equipment. When using standard (low-cost) equipment that provides a pumping degree (10 ^-6 mm Hg), a contact made in a known manner is characterized by low reliability due to insufficient metal adhesion to the semiconductor.

Задачей изобретения является повышение надежности работы диода за счет улучшения качества омических контактов при использовании стандартного (дешевого) оборудования.The objective of the invention is to increase the reliability of the diode by improving the quality of ohmic contacts when using standard (cheap) equipment.

Задача решается тем, что в способе изготовления диодов для средневолнового ИК диапазона спектра, включающем последовательное выращивание на подложке полупроводниковых слоев с различающимся типом проводимости, по крайней мере, один из которых поглощает/излучает кванты с энергией 0.2-0.6 эВ, проведение фотолитографии, напыление на полупроводниковые слои n- и р-типа последовательности металлических контактных слоев заданной геометрии, по крайней мере один из которых содержит благородный металл и примеси, и по крайней мере один из которых содержит никель и примеси, вжигание контактных слоев при температуре 310-400°C, упомянутое напыление на слой р-типа проводимости начинают с напыления сплава, содержащего серебро (80-97) масс. % и марганец (3-20) масс. %, затем последовательно проводят напыление слоя, содержащего никель и примеси, и слоя золота с примесями.The problem is solved in that in a method for manufacturing diodes for the mid-wave IR range of the spectrum, which includes sequentially growing semiconductor layers on the substrate with different types of conductivity, at least one of which absorbs / emits quanta with an energy of 0.2-0.6 eV, photolithography, sputtering semiconductor layers of n- and p-type sequences of metal contact layers of a given geometry, at least one of which contains a noble metal and impurities, and at least one of which contains it contains nickel and impurities, burning contact layers at a temperature of 310-400 ° C, the aforementioned deposition on a p-type conductivity layer begins with the deposition of an alloy containing silver (80-97) mass. % and manganese (3-20) mass. %, then sequentially sputter a layer containing nickel and impurities, and a layer of gold with impurities.

По п. 2 решается задача увеличения прочности соединения контракта с полупроводником.Under item 2, the problem of increasing the strength of the connection of the contract with the semiconductor is solved.

Задача решается тем, что в способе по п. 1 напыление слоя, содержащего серебро и марганец, останавливают при достижении им толщины 400-1200 Å.The problem is solved in that in the method according to claim 1, the deposition of a layer containing silver and manganese is stopped when it reaches a thickness of 400-1200 Å.

По п. 3 решается задача увеличения прочности соединения контракта с полупроводником.Under item 3, the problem of increasing the strength of the connection of the contract with the semiconductor is solved.

Задача решается тем, что в способе по п. 1 напыление слоя, содержащего никель и примеси, останавливают при достижении им толщины 100-600 Å.The problem is solved in that in the method according to claim 1, the deposition of a layer containing nickel and impurities is stopped when it reaches a thickness of 100-600 Å.

По п. 4 решается задача увеличения прочности соединения контракта с полупроводником.According to p. 4, the problem of increasing the strength of the connection of the contract with the semiconductor is solved.

Задача решается тем, что в способе по п. 1 напыление слоя, содержащего золото и примеси, останавливают при достижении им толщины 1000-3000 Å.The problem is solved in that in the method according to claim 1, the deposition of a layer containing gold and impurities is stopped when it reaches a thickness of 1000-3000 Å.

По п. 5 решается задача расширения номенклатуры методов сборки диодов.According to p. 5, the problem of expanding the range of methods for assembling diodes is solved.

Задача решается тем, что в способе по п. 1 в промежутках между процессом напыления металлических контактных слоев к слоям n- и р-типа проводят удаление части полупроводниковых слоев.The problem is solved in that in the method according to claim 1, in the intervals between the sputtering process of the metal contact layers to the n- and p-type layers, part of the semiconductor layers is removed.

По п. 6 решается задача расширения номенклатуры методов сборки диодов.According to p. 6, the problem of expanding the range of methods for assembling diodes is solved.

Задача решается тем, что в способе по п. 1 в промежутках между процессом напыления металлических контактных слоев к слоям n- и р-типа проводят удаление части подложки.The problem is solved in that in the method according to claim 1, in the intervals between the deposition process of the metal contact layers to the n- and p-type layers, part of the substrate is removed.

По п. 7 решается задача снижения энергозатрат при производстве диодов.According to p. 7, the problem of reducing energy consumption in the production of diodes is solved.

Задача решается тем, что в способе по пп. 1-6 по окончании процесса напыления металлических контактных слоев производят химическое осаждение золота из раствора до достижения им толщины 2000-4000 Å.The problem is solved in that in the method according to claims. 1-6, at the end of the deposition of metal contact layers, gold is chemically precipitated from solution until it reaches a thickness of 2000-4000 Å.

По п. 8 решается задача снижения энергозатрат при производстве диодов.According to p. 8, the problem of reducing energy consumption in the production of diodes is solved.

Задача решается тем, что в способе по пп. 1-6 по окончании процесса напыления металлических контактных слоев производят осаждение золота из электролита до достижения им толщины 2000-4000 Å при пропускании через систему диод-электролит электрического тока.The problem is solved in that in the method according to claims. 1-6, at the end of the deposition of metal contact layers, gold is deposited from the electrolyte until it reaches a thickness of 2000-4000 Å when an electric current is passed through the diode-electrolyte system.

Способ поясняется Фиг. 1, на которой представлена схема диода, включающего гетероструктуру со слоем(ми) n-типа (1), слоем(ями) р-типа (2), по крайней мере один из которых поглощает/излучает кванты с энергией 0.2-0.8 эВ, подложку (3), последовательности металлических контактных слоев заданной геометрии (4, 5, 6, 7), из которых по крайней мере один (например, 5) содержит сплав, содержащий серебро (80-97) масс. % и марганец (3-20) масс. %., один из которых содержит никель и примеси (например, 6) и один из которых содержит золото и примеси (например, 7). Сплав Ag+Mn могут содержать также слои (4). На Фиг. 1 стрелками показано направление потока фотонов, поглощаемых в слое(ях) 1 и/или в слое(ях) (2).The method is illustrated in FIG. 1, which shows a diagram of a diode comprising a heterostructure with an n-type layer (s) (1), a p-type layer (s) (2), at least one of which absorbs / emits quanta with an energy of 0.2-0.8 eV, the substrate (3), the sequence of metal contact layers of a given geometry (4, 5, 6, 7), of which at least one (for example, 5) contains an alloy containing silver (80-97) mass. % and manganese (3-20) mass. %., one of which contains nickel and impurities (for example, 6) and one of which contains gold and impurities (for example, 7). The Ag + Mn alloy may also contain layers (4). In FIG. 1 arrows indicate the direction of the photon flux absorbed in layer (s) 1 and / or in layer (s) (2).

Способ поясняется также Фиг. 2, где цифры 1-7 имеют тот же смыл, что и на Фиг. 1, цифра 8 означает проводник в виде проволоки, электрически/механически соединенной (приваренной к) с верхней частью(и) контактных слоев (7), а цифры 45, 46, 47 обозначают соответственно слой серебра с примесью марганца, слой никеля с примесями и слой золота с примесями.The method is also illustrated in FIG. 2, where the numbers 1-7 have the same meaning as in FIG. 1, the number 8 means a conductor in the form of a wire electrically / mechanically connected (welded to) with the upper part (s) of the contact layers (7), and the numbers 45, 46, 47 indicate respectively a layer of silver mixed with manganese, a layer of nickel with impurities and a layer of gold with impurities.

Авторы экспериментально определили, что при проведении процесса изготовления диодов для средневолнового ИК диапазона спектра (2-6 мкм), в которых один из слоев поглощает/излучает кванты с энергией 0.2-0.6 эВ, а более узко - при напылении на полупроводниковые слои n- и р-типа последовательности металлических контактных слоев заданной геометрии, по крайней мере один из которых непосредственно контактирует с полупроводником и содержит серебро (80-97) масс. % и марганец (3-20) масс. %, вжигание контактных слоев при температуре 310-400°C, обеспечивается как низкое барьерное сопротивление, так и высокая прочность соединения металл-полупроводник. Слой никеля выполняет роль барьерного слоя, препятствующего проникновению чужеродных атомов в слой Ag-Mn, могущих разрушить контакт при термообработке или долговременной работе при повышенных температурах. Слой золота на поверхности слоя никеля обеспечивает химическую стойкость контакта и облегчает процесс сборки диодов методом пайки или сварки с проводником электричества. Именно поэтому диоды с таким контактом обладают повышенной долговечностью и более высоким процентом выхода годных изделий при сборке по сравнению со своими аналогами с другими типами контактов.The authors experimentally determined that during the manufacturing process of diodes for the mid-wave infrared range of the spectrum (2-6 μm), in which one of the layers absorbs / emits quanta with an energy of 0.2-0.6 eV, and more narrowly when sputtering on n- and semiconductor layers p-type sequences of metal contact layers of a given geometry, at least one of which directly contacts the semiconductor and contains silver (80-97) mass. % and manganese (3-20) mass. %, burning contact layers at a temperature of 310-400 ° C, provides both low barrier resistance and high strength metal-semiconductor compounds. The nickel layer acts as a barrier layer that prevents the penetration of foreign atoms into the Ag-Mn layer, which can destroy the contact during heat treatment or long-term operation at elevated temperatures. The gold layer on the surface of the nickel layer provides chemical resistance to contact and facilitates the assembly of diodes by soldering or welding with an electricity conductor. That is why diodes with such a contact have increased durability and a higher percentage of suitable products during assembly compared to their counterparts with other types of contacts.

При невысоких концентрациях носителей заряда (невысоком уровне легирования) полупроводниковых слоев нередко появление высоких значений контактных сопротивлений, поэтому для таких случаев проводят напыление сплава, содержащего примесь, которая в процессе напыления диффундирует через нижележащие слои к полупроводнику и создает в нем область с повышенной концентрацией носителей в непосредственной близости от контакта. Для полупроводника р-типа проводимости используют акцепторную примесь (Mn с массовой долей >3%), при этом имеет место сохранение высокой эффективности работы диода за счет снижения высоты барьера на границе металл-полупроводник.At low concentrations of charge carriers (low doping level) of semiconductor layers, often high contact resistances appear, therefore, an alloy containing an impurity is deposited, which diffuses through the underlying layers to the semiconductor during the deposition process and creates a region with a high carrier concentration in close proximity to the contact. An acceptor impurity (Mn with a mass fraction> 3%) is used for a p-type semiconductor, while the diode remains highly efficient due to a decrease in the height of the barrier at the metal-semiconductor interface.

При избыточной концентрации марганца в сплаве (>20 масс. %) ухудшается планарность слоев, при концентрации менее 3% масс. - возрастает последовательное сопротивление контакта.With an excessive concentration of manganese in the alloy (> 20 wt.%), The planarity of the layers worsens, with a concentration of less than 3% of the mass. - Increases the series contact resistance.

Нами также установлено, что заявляемый способ создает возможность для отражения фотонов от границы раздела Ag-Mn/полупроводниковый узкозонный материал, например, от границ Ag-Mn/InAs и/или Ag-Mn/InAsSbP. Повышение эффективности в данном случае обусловлено высоким коэффициентом отражения инфракрасного излучения от границы раздела Ag-Mn/полупроводник, составляющим по оценке не менее 30% (см. примеры выполнения способа). При этом важно отсутствие затенения как для падающих, так и для генерированных в активной области фотонов. Последнее отражено на Фиг. 1, где контакт (5-6) не затеняет поток фотонов, направленных к активной части р-n перехода (к активной области между (1) и (2) и к контакту (4).We also found that the inventive method creates the possibility for the reflection of photons from the interface Ag-Mn / semiconductor narrow-gap material, for example, from the boundaries of Ag-Mn / InAs and / or Ag-Mn / InAsSbP. The increase in efficiency in this case is due to the high reflection coefficient of infrared radiation from the Ag-Mn / semiconductor interface, which is estimated to be at least 30% (see examples of the method). In this case, the absence of shadowing is important for both incident and photons generated in the active region. The latter is reflected in FIG. 1, where contact (5-6) does not obscure the flux of photons directed to the active part of the pn junction (to the active region between (1) and (2) and to contact (4).

В диоде, получаемом по предлагаемому способу, часть фотонов, вошедших извне в полупроводниковую структуру, прошедших через р-n-переход и не поглощенных в активной области при первом проходе, отражается от контакта (4) и вновь оказывается в области поглощения. Тем самым увеличивается вероятность поглощения фотонов в активной области ФД, что особенно существенно в длинноволновой части спектра, в которой полупроводник имеет резкий край поглощения. В результате в длинноволновой части спектра повышается эффективность ФД. Аналогично этому увеличивается поток фотонов, покидающих кристалл при работе в светодиодном режиме. Для планарных структур с гладкими поверхностями указанное свойство может проявляться в виде тонкой структуры мод резонатора Фабри-Перо, образованного плоским контактом (7) (R>0.3) и световыводящей поверхностью (R~0.3) (см., например, [8]).In the diode obtained by the proposed method, some of the photons that entered the semiconductor structure from outside, passed through the pn junction and were not absorbed in the active region during the first pass, are reflected from contact (4) and again appear in the absorption region. This increases the probability of photon absorption in the active region of the PD, which is especially significant in the long-wavelength part of the spectrum, in which the semiconductor has a sharp absorption edge. As a result, in the long-wave part of the spectrum, the efficiency of the PD increases. Similarly, the flux of photons leaving the crystal during operation in the LED mode increases. For planar structures with smooth surfaces, this property can manifest itself in the form of a fine structure of the modes of the Fabry-Perot cavity formed by a flat contact (7) (R> 0.3) and a light-output surface (R ~ 0.3) (see, for example, [8]).

Дополнительное преимущество при изготовлении диодов по заявляемому способу возникает также и при использования иммерсионной оптики, поскольку в получаемом диоде может иметься свободная от контактов поверхность подложки (или буферных слоев), на которую можно устанавливать/приклеивать оптическим клеем линзу. Использование иммерсионных линз широко используется на практике для повышения мощности и обнаружительной способности D* диодов в диапазоне от 3 до 7 мкм (см., например, [22, 23]). При этом чаще всего используются линзы в виде «сферы Вейерштрасса», увеличивающие на порядок значение D* для линзы диаметром 3.5 мм [23, 24].An additional advantage in the manufacture of diodes by the present method also arises when using immersion optics, since the resulting diode may have a contact-free surface of the substrate (or buffer layers) on which the lens can be mounted / glued with optical glue. The use of immersion lenses is widely used in practice to increase the power and detectability of D * diodes in the range from 3 to 7 μm (see, for example, [22, 23]). In this case, lenses in the form of a “Weierstrass sphere” are most often used, increasing by an order of magnitude D * for a lens with a diameter of 3.5 mm [23, 24].

В заявляемом способе перед началом формирования контакта к слоям n-типа проводимости можно производить удаление окисной пленки на слоях n- и р-типа, формирующейся в процессе выращивания гетероструктуры и процессе проведения фотолитографии. Для этого проводят ионно-лучевое (сухое) травление на глубину 0.1-0.3 мкм непосредственно перед началом проведения процесса напыления в вакууме. Подготовку поверхности к напылению контакта к слоям р-типа проводимости можно проводить также альтернативным способом - при «мокром» травлении.In the inventive method, before the formation of contact to the n-type conductivity layers, it is possible to remove the oxide film on the n-type and p-type layers formed during the growth of the heterostructure and the process of photolithography. To do this, conduct ion-beam (dry) etching to a depth of 0.1-0.3 microns immediately before the start of the deposition process in vacuum. Surface preparation for spraying the contact to the p-type conductivity layers can also be carried out in an alternative way - with "wet" etching.

Напыление слоя, содержащего серебро и марганец, останавливают при достижении им толщины 400-1200 Å, поскольку при малых толщинах (<400 Å) прочность контакта недостаточна, а при толщинах более 1200 Å возрастает вероятность его отслаивания от полупроводника.The deposition of a layer containing silver and manganese is stopped when it reaches a thickness of 400-1200 Å, since at small thicknesses (<400 Å), the contact strength is insufficient, and with a thickness of more than 1200 Å, the likelihood of peeling from the semiconductor increases.

При суммарной толщине слоя Ni менее 0.1 мкм эффект от его присутствия незначителен, при толщине более 0.6 мкм возможно его отслаивание от нижележащих слоев.With a total Ni layer thickness of less than 0.1 μm, the effect of its presence is negligible, with a thickness of more than 0.6 μm, it can be peeled off from the underlying layers.

Осаждение слоя Au, толщиной 1-3 мкм увеличивает стойкость диода при его сборке, поскольку многие операции, например, при припайке, предусмотрены для достаточно высоких температур (до 200°C). При толщине менее 1 мкм возможно «проплавление» золота при последующих операциях сборки и ухудшение качества электрического соединения. При толщине более 3 мкм возможно отслаивание контакта от поверхности полупроводника.The deposition of an Au layer with a thickness of 1-3 μm increases the resistance of the diode during its assembly, since many operations, for example, when soldering, are provided for sufficiently high temperatures (up to 200 ° C). With a thickness of less than 1 μm, gold “fusion” is possible during subsequent assembly operations and a deterioration in the quality of the electrical connection. With a thickness of more than 3 μm, peeling of the contact from the surface of the semiconductor is possible.

При проведении в промежутках между процессом напыления металлических контактных слоев к слоям n- и р-типа процессов по удалению части полупроводниковых слоев существенно расширяется номенклатура типов конструкций чипов, включая флип-чип конструкции с вводом/выводом излучения через прозрачную подложку [8] и др.When in the intervals between the deposition of metal contact layers to n- and p-type layers, the process of removing part of the semiconductor layers significantly expands the range of types of chip designs, including flip chip designs with radiation input / output through a transparent substrate [8] and others.

При проведении в промежутках между процессом напыления металлических контактных слоев к слоям n- и р-типа процессов по удалению части подложки также существенно расширяется номенклатура типов конструкций чипов, включая меза конструкции с «окнами» для ввода/вывода излучения и конструкции с удаленной подложкой (см. Фиг. 2) [25] и др.When in the intervals between the sputtering process of metal contact layers to n- and p-type layers, processes to remove a part of the substrate, the range of types of chip designs also significantly expands, including mesa structures with “windows” for radiation input / output and structures with a removed substrate (see Fig. 2) [25] and others.

Обычно операцию осаждения золота осуществляют путем напыления в вакууме, однако процесс напыления длителен, и поддержание вакуума на нужном уровне энергозатратно. Поэтому проводят «утолщение» слоя золота, используя растворы в обычных условиях (без вакуума). Для этого по окончании процесса напыления металлических контактных слоев производят химическое осаждение золота из раствора и/или при пропускании через систему диод-электролит электрического тока. Оптимальными плотностями тока при проведении электрохимического осаждения Au являются значения I_K=0.02-0.08 мА/мм². При плотностях тока, меньших чем 0.02-0.08 мА/мм², неоправданно увеличивается время процесса, при плотностях тока более 0.08 мА/мм²ухудшение качества осажденной пленки: она становится рыхлой и непрочной.Typically, the operation of deposition of gold is carried out by spraying in a vacuum, however, the spraying process is long, and maintaining the vacuum at the desired level is energy-consuming. Therefore, a "thickening" of the gold layer is carried out using solutions under ordinary conditions (without vacuum). To do this, at the end of the deposition of metal contact layers, a chemical deposition of gold from the solution is performed and / or when an electric current is passed through the diode-electrolyte system. The optimal current densities during electrochemical deposition of Au are I _K = 0.02-0.08 mA / mm ² . At current densities less than 0.02-0.08 mA / mm ² , the process time unnecessarily increases; at current densities greater than 0.08 mA / mm ^{2, the} quality of the deposited film deteriorates: it becomes loose and fragile.

Пример 1. Диоды изготавливались в ООО «ИоффеЛЕД», для чего методом ЖФЭ выращивались градиентные гетероструктуры, состоящие из легированной подложки n+-InAs (111)А (n+=1÷2⋅10¹⁶ см-3) (позиция №3 на Фиг. 1) слоя n-InAs_1-x-ySb_xP_y (позиция №1 на Фиг. 1) и слоя p-InAsSb_0.2 (позиция №2 на Фиг. 1). Толщина слоя n-InAs_1-x-ySb_xP_y составляли 34 мкм, p-InAsSb_0.2 - 5 мкм; подложка (1), исходно имевшая толщину 350 мкм, утонялась до толщины 100 мкм шлифовкой на мелкодисперсном порошке М5 из карбида кремния.Example 1. Diodes were fabricated in LLC "IoffeLED", which were grown by LPE gradient heterostructure consisting of doped substrate n + -InAs (111) A (n + = 1 ÷ 2⋅10 ¹⁶ cm-3) (position №3 FIG. 1) a layer of n-InAs _1-xy Sb _x P _y (position No. 1 in Fig. 1) and a layer of p-InAsSb _0.2 (position No. 2 in Fig. 1). The thickness of the n-InAs _1-xy Sb _x P _y layer was 34 μm, p-InAsSb _0.2 - 5 μm; the substrate (1), originally having a thickness of 350 μm, was thinned to a thickness of 100 μm by grinding on finely divided M5 silicon carbide powder.

Далее наносили фоточувствительный материал (фоторезист) и проводили экспонирование через маску с системой темных и светлых полей, в которой темные поля представляли собой квадраты со скругленными углами. Подготовку поверхности для формирования омических контактов проводили химическим травлением в водном растворе состава:Then a photosensitive material (photoresist) was applied and exposure was carried out through a mask with a system of dark and bright fields, in which the dark fields were squares with rounded corners. Surface preparation for the formation of ohmic contacts was carried out by chemical etching in an aqueous solution of the composition:

KBrO₃ KBrO ₃ 8.6-17.2 г/л8.6-17.2 g / l H₃PO₄ H ₃ PO ₄ 1074-1253 г/л1074-1253 g / l СН₃СОСН₃ CH ₃ POP ₃ 0.01-0.1 г/л0.01-0.1 g / l

Глубина травления составляла 0.2-0.4 мкм.The etching depth was 0.2–0.4 μm.

Далее, используя методы взрывной фотолитографии, получали систему металлизированных контактных площадок (анодов) к р-слою и наносили сплошной металлический контакт к подложке (позиция №4 на Фиг. 1). Для этого после проявления и удаления части фоточувствительного материала через открывшиеся «окна» в фоторезисте производилось последовательное напыление в вакууме (10^-6 мм рт.ст.) металлической композиции, содержащей атомы серебра (85) масс. % и марганца (15) масс. %. и примеси с геометрией, заданной формой и расположением «окон». При этом образец специально не подогревали. После этого напыляли слой, содержащий никель и примеси, и слой золота с примесями со следующими итоговыми толщинами:Further, using explosive photolithography methods, a system of metallized contact pads (anodes) was obtained to the p-layer and a continuous metal contact was applied to the substrate (position No. 4 in Fig. 1). To do this, after the development and removal of part of the photosensitive material through the opening “windows” in the photoresist, a sequential deposition in vacuum (10 ^-6 mm Hg) of a metal composition containing silver atoms (85) mass was performed. % and manganese (15) mass. % and impurities with geometry, given the shape and location of the “windows”. In this case, the sample was not specially heated. After that, a layer containing nickel and impurities was sprayed and a gold layer with impurities with the following total thicknesses:

AgMn~800-1200 Å (позиция 5 на Фиг. 2)AgMn ~ 800-1200 Å (position 5 in Fig. 2)

Ni~350-450 Å (позиция 6 на Фиг. 2)Ni ~ 350-450 Å (position 6 in Fig. 2)

Au~2000-2200 Å (позиция 6 на Фиг. 2)Au ~ 2000-2200 Å (position 6 in Fig. 2)

и проводили вжигание контакта при температуре 350°C.and burning contact was carried out at a temperature of 350 ° C.

Полученный диод имел максимум спектральной характеристики на длине волны 3.4 мкм в соответствии со спецификациями фотодиода PD34Sr.The resulting diode had a maximum spectral characteristic at a wavelength of 3.4 μm in accordance with the specifications of the PD34Sr photodiode.

Для сравнения на части гетероструктуры в отдельном процессе, но в тех же условиях, проводили изготовление обоих контактов по известному способу [21].For comparison, on the part of the heterostructure in a separate process, but under the same conditions, both contacts were manufactured using the known method [21].

При исследовании прочности соединения контакта с полупроводником путем его отрыва от структуры с помощью пинцета оказалось, что в 4 случаях из десяти известный контакт сходил со структуры, в то время как этот показатель для заявляемого контакта составлял лишь 2/10.In the study of the strength of the connection of the contact with the semiconductor by detaching it from the structure with tweezers, it turned out that in 4 out of ten cases the known contact came off the structure, while this indicator for the claimed contact was only 2/10.

Пример 2. Во втором эксперименте в ООО «ИоффеЛЕД» методом ЖФЭ выращивались одиночные гетероструктуры, состоящие из легированной подложки n+-InAs (100)А (n+=1÷2⋅10¹⁸ см-3) и широкозонного слоя p-(Zn)-InAs_1-x-ySb_xP_y (0.05≤х≤0.09). Образцы содержали параллельные полоски металлической композиции шириной 100 мкм, осажденные в вакууме на канавки глубиной Δ=0.25 мкм (см. Фиг. 2), образованные при сухом травлении непосредственно перед напылением контактов в вакууме (2-3*10^-6 мм рт.ст.) на установке УВН 70, состоящие из последовательности Ag_0.97Mn_0.03/Ni/Au со следующими толщинами слоев:Example 2. In the second experiment at LLC IoffeLED, single heterostructures consisting of a doped n + -InAs (100) A substrate (n + = 1 ÷ 2⋅10 ¹⁸ cm-3) and a wide-gap p- (Zn) - layer were grown by the LPE method. InAs _1-xy Sb _x P _y (0.05≤x≤0.09). The samples contained parallel strips of a metal composition 100 μm wide, deposited in vacuum on grooves with a depth Δ = 0.25 μm (see Fig. 2), formed by dry etching immediately before sputtering of contacts in vacuum (2-3 * 10 ^-6 mm Hg .) at the UVN 70 installation, consisting of the sequence Ag _0.97 Mn _0.03 / Ni / Au with the following layer thicknesses:

Ag_0.97Mn_0.03~1000-1200 Å (позиция 5 на Фиг. 2)Ag _0.97 Mn _0.03 ~ 1000-1200 Å (position 5 in Fig. 2)

Ni~400-500 Å (позиция 6 на Фиг. 2)Ni ~ 400-500 Å (position 6 in Fig. 2)

Были проведены эксперименты с целью определения коэффициента отражения от границы полупроводник/контакт, сформированного на эпитаксиальном слое р-типа проводимости с помощью заявляемого способа (№1-4, 134) и способа-прототипа (образец №5 в. Таблице 1). С этой целью в экспериментах анализировали изображения и пространственное распределение интенсивности излучения в образцах p-InAsSbP/n-InAs, которые получали со стороны подложки InAs с помощью ИК микроскопа, чувствительного в области λ=3 μm и описанного в работе [26].Experiments were conducted to determine the reflection coefficient from the semiconductor / contact interface formed on the p-type epitaxial layer using the proposed method (No. 1-4, 134) and the prototype method (sample No. 5 in Table 1). For this purpose, the images and the spatial distribution of the radiation intensity in p-InAsSbP / n-InAs samples obtained from the InAs substrate using an IR microscope sensitive in the region of λ = 3 μm and described in [26] were analyzed in experiments.

Перед измерениями образцы приготавливались следующим образом: эпитаксиальные структуры приклеивались слоем p-InAsSbP на стеклянную подложку и подвергались химическому травлению так, чтобы на большей части их поверхности была удалена подложка InAs. После этого образцы представляли собой клин из p-InAsSbP с максимальной толщиной 3-4 мкм, узкая часть которого примыкала к «обнаженным» контактам, приклеенным к стеклянной пластине. Измерения проводились при температуре образцов 88°C, температура определялась по эталону «черного тела» - пластины InAs с просветляющим покрытием.Before measurements, the samples were prepared as follows: epitaxial structures were glued with a p-InAsSbP layer onto a glass substrate and chemically etched so that the InAs substrate was removed on most of their surface. After that, the samples were a wedge of p-InAsSbP with a maximum thickness of 3-4 μm, a narrow part of which adjoined the “exposed” contacts glued to the glass plate. The measurements were carried out at a sample temperature of 88 ° C, the temperature was determined by the standard of the “black body” - InAs wafers with an antireflection coating.

На Фиг. 3 приведено ИК изображение одной из структур, в котором использована стандартная гамма раскраски: белому цвету соответствует большая интенсивность излучения, темному - малая. Как видно из Фиг. 3, разнотолщинные области образца (клина) характеризуются «волнистой», т.е. осцилляционной структурой ИК изображений, возникающей, очевидно, вследствие интерференции тепловых лучей. Там же показано распределение интенсивности излучения вдоль выделенных вертикального (справа) и горизонтального (вверху) направлений; направление изменения толщины показано горизонтальной стрелкой. Подобная интерференция наблюдалась также и в спектральных характеристиках длинноволновых флип-чип фотоприемников [27] и приборов отрицательной люминесценции [28], имеющих тыльный отражательный контакт. Нетрудно заметить, что фазы осцилляций при одинаковой толщине слоя были противоположны для областей над контактом и над свободными от контакта областями. Это продемонстрировано также и на Фиг. 4, где представлено распределение интенсивности вдоль близко расположенных областей образца, где имеет место отражение от границ металл/полупроводник (p-InAsSbP - область 1 на вставке к Фиг. 4) и полупроводник/клей (например, область 2 на вставке к Фиг. 4). Локальные экстремумы двух зависимостей в своем большинстве сдвинуты друг относительно друга по фазе (на 2π), что объясняется тем, что при отражении излучения от металла фаза световой волны изменяется на π, в то время как при отражении от границы полупроводник/непроводящий клей она сохраняется. Вероятно, по этой же причине интерференция волн слоя без металла начинается при меньших значениях толщины слоя p-InAsSbP, чем для начала появления интерференционных полос над слоем с металлом. Другой возможной причиной указанного различия в начале интерференции является разнотолщинность областей с контактом и без него за счет предварительного (сухого) подтравливания слоя перед нанесением контакта. На вставке к Фиг. 4 эта особенность обозначена как Δ (см. также Фиг. 2).In FIG. Figure 3 shows an IR image of one of the structures in which the standard gamut of coloring is used: white color corresponds to a large radiation intensity, dark - low. As can be seen from FIG. 3, the different thickness areas of the sample (wedge) are characterized by a “wavy”, i.e. oscillation structure of IR images, which appears, obviously, due to the interference of thermal rays. It also shows the distribution of radiation intensity along the selected vertical (right) and horizontal (top) directions; the direction of thickness variation is shown by a horizontal arrow. Similar interference was also observed in the spectral characteristics of long-wavelength flip-chip photodetectors [27] and negative luminescence devices [28] with a rear reflective contact. It is easy to see that the phases of the oscillations at the same layer thickness were opposite for the regions above the contact and over the regions free of contact. This is also illustrated in FIG. 4, which shows the intensity distribution along closely spaced regions of the sample, where reflection from the metal / semiconductor (p-InAsSbP - region 1 in the inset to Fig. 4) and semiconductor / glue (eg, region 2 in the inset to Fig. 4) takes place ) The local extrema of the two dependencies for the most part are phase shifted relative to each other (by 2π), which is explained by the fact that when the radiation is reflected from the metal, the phase of the light wave changes by π, while when reflected from the semiconductor / non-conducting adhesive, it remains. Probably, for the same reason, the interference of the waves of a layer without a metal begins at lower values of the thickness of the p-InAsSbP layer than for the beginning of the appearance of interference fringes above a layer with a metal. Another possible reason for this difference at the beginning of interference is the difference in thickness of the regions with and without contact due to preliminary (dry) etching of the layer before applying the contact. In the inset to FIG. 4, this feature is denoted as Δ (see also FIG. 2).

Во всех случаях (см. образцы из Таблицы 1) интенсивность «равновесного» (т.е. без внешней подсветки) излучения от контактов, включая их части под слоем p-InAsSbP, была меньше (темный фон) по сравнению со всеми другими участками структуры (светлый фон). Это подтверждает высокую способность контактов к отражению излучения в области 3 мкм. Очевидно, что при подсветке внешним источником, показанная на Фиг. 3 картина распределения «инвертируется», т.е. превратится в свой «негатив». Пример подобной «инверсии» можно найти, например, в [29]. На Фиг. 5 приведены экспериментальные значения разности локальных значений минимальной и максимальной интенсивности собственного излучения ΔA=(A_max-A_min)/A_bb, полученные в разных частях образца, определенных «вертикальными» (на Фиг. 4) координатами y₁=787 мкм (область с металлом) и y₂=996 мкм (область без металла). Под координатой х на Фиг. 5 понимается среднее значение х для каждой пары A_max, A_min. Как видно из Фиг. 5, глубина модуляции в областях с металлом почти в два раза выше, чем в областях над границей p-InAsSbP, что является следствием более высокой отражательной способности металла. Для количественного описания осцилляций излучательной способности при интерференции в полупроводниковой пластине можно воспользоваться аналитическим выражением для разности локальных значений минимальной и максимальной интенсивности собственного излучения плоскопараллельной полупроводниковой пластины ΔA=A_max-A_min, приведенным в работе [30]:

, где R - средний коэффициент отражения, η - степень ослабления теплового излучения при однократном прохождении через пластину. Данные расчета в предположении о линейном по координате изменении толщины и при значении коэффициента поглощения 1.3Е4 см^-1 и двух значений среднего коэффициента отражения представлены линиями на Фиг. 5.In all cases (see the samples from Table 1), the intensity of the "equilibrium" (i.e., without external illumination) radiation from the contacts, including their parts under the p-InAsSbP layer, was lower (dark background) compared with all other parts of the structure (light background). This confirms the high ability of the contacts to reflect radiation in the region of 3 μm. Obviously, when illuminated by an external source, shown in FIG. 3 the distribution pattern is “inverted”, i.e. will turn into its "negative." An example of such an “inversion” can be found, for example, in [29]. In FIG. Figure 5 shows the experimental values of the difference between the local values of the minimum and maximum intensities of the own radiation ΔA = (A _max -A _min ) / A _bb obtained in different parts of the sample defined by the "vertical" (in Fig. 4) coordinates y ₁ = 787 μm (region with metal) and y ₂ = 996 μm (region without metal). Under the x coordinate in FIG. 5 means the average value of x for each pair A _max , A _min . As can be seen from FIG. 5, the modulation depth in regions with metal is almost two times higher than in regions above the p-InAsSbP boundary, which is a consequence of the higher reflectivity of the metal. To quantitatively describe the oscillations of the emissivity due to interference in a semiconductor wafer, one can use the analytical expression for the difference between the local values of the minimum and maximum intrinsic radiation intensities of a plane-parallel semiconductor wafer ΔA = A _max -A _min given in [30]:

, where R is the average reflection coefficient, η is the degree of attenuation of thermal radiation during a single passage through the plate. These calculation under the assumption of a linear coordinate changing thickness and a value of the absorption coefficient 1.3E4 cm ^-1, and two medium reflectance values are represented by lines in FIG. 5.

Для R=0.11 использована сплошная линия, а для R=0.25 - пунктирная линия, наилучшим образом описывающая экспериментальные данные. Отметим, что аналитическая кривая для участка с контактом (пунктирная кривая) была сдвинута по оси абсцисс на 0.675 мкм, что соответствует сумме половины длины волны в кристалле полупроводника (λ/2=2.9 мкм/(2*3.4)=0.426 мкм) и глубины канавки (0.25 мкм), в которую напылялись металлы. Наличие канавки, как уже отмечалось ранее, возникает из-за предварительного травления поверхности p-InAsSbP - операции, являющейся полезной для получения хорошей адгезии контакта к полупроводнику.A solid line was used for R = 0.11, and a dashed line for R = 0.25, which best describes the experimental data. Note that the analytical curve for the contact area (dashed curve) was shifted along the abscissa by 0.675 μm, which corresponds to the sum of half the wavelength in the semiconductor crystal (λ / 2 = 2.9 μm / (2 * 3.4) = 0.426 μm) and depth grooves (0.25 μm) in which metals were sprayed. The presence of a groove, as previously noted, arises from the preliminary etching of the surface of p-InAsSbP, an operation that is useful for obtaining good contact adhesion to the semiconductor.

Значение среднего коэффициента отражения от границ раздела в полупроводниковой пластине без металла (R=0.11) оказалось меньше, чем его значение для границы раздела полупроводник/воздух (R=0.3). Одной из возможных причин «заниженного» значения R является поглощение «исчезающей волны» интерферирующего излучения в слое клея - в области длин волн 2.9 мкм имеет место сильное поглощение связью С-Н, присутствующей в материале клея. При указанных предположениях среднее значение коэффициента отражения в системе полупроводник/металл составило 0.25, что в два раза выше, чем в участке пластины без металла, но близко к коэффициенту отражения от свободного металла (R=0.3), определенного выше.The value of the average coefficient of reflection from the interfaces in a semiconductor wafer without metal (R = 0.11) turned out to be less than its value for the semiconductor / air interface (R = 0.3). One of the possible reasons for the “underestimated” value of R is the absorption of the “disappearing wave” of interfering radiation in the adhesive layer - in the wavelength region of 2.9 μm, there is a strong absorption by the С – Н bond present in the adhesive material. Under these assumptions, the average value of the reflection coefficient in the semiconductor / metal system was 0.25, which is two times higher than in the region of the plate without metal, but close to the reflection coefficient from free metal (R = 0.3) determined above.

Излучательная способность поверхности свободного контакта может быть также определена через отношение интенсивности излучения свободного от слоя металла (I_sample) и интенсивности модели черного тела I_bb(ε=I_sample/I_bb).The emissivity of the free contact surface can also be determined through the ratio of the radiation intensity of the metal-free layer (I _sample ) and the intensity of the blackbody model I _bb (ε = I _sample / I _bb ).

Перед измерениями образцов с контактами была измерена интенсивность от эталона - модели черного тела из арсенида индия - в тех же условиях (т.е. при той же температуре нагревателя). Интенсивность, в единицах прибора (у.е.), увеличенная на 6104 у.е., составила 9000, что согласно калибровочной кривой данного микроскопа соответствует температуре 88°C. Далее измерялись интенсивности излучения от свободных областей контакта I_sample, результаты которых сведены в Таблице 2. Количественная оценка значений коэффициентов отражения R, приведенная в таблице, была сделана в предположении о том, что излучательная способность металла составляет величину ε=(1-R), где R - коэффициент отражения от металла в «равновесных» (без подсветки) условиях. Полученные значения R были примерно одинаковы для всех образцов, включая образец с известным контактом, при этом для последнего оно оказалось ниже, чем в более ранних экспериментах с использованием внешней подсветки [20]. Отметим, что относительно невысокое значение коэффициента отражения от границы полупроводник/металл (0.2-0.3), полученное в наших измерениях, может быть обусловлено, в том числе и рассеянием излучения при отражении. Такое рассеяние не является препятствием для получения высокой эффективности оптоэлектронных приборов с широким контактом, например, фотодиодов. Отраженные от контакта излучение даже в случае сильного рассеяния может быть вновь поглощено в активном слое фотодиодов, создавая полезный сигнал на выходе прибора.Before measuring samples with contacts, the intensity was measured from a standard — a blackbody model of indium arsenide — under the same conditions (i.e., at the same heater temperature). The intensity, in units of the device (cu), increased by 6104 cu, amounted to 9000, which according to the calibration curve of this microscope corresponds to a temperature of 88 ° C. Next, the radiation intensities from the free contact regions of I _sample were measured, the results of which are summarized in Table 2. The quantitative assessment of the reflection coefficients R given in the table was made under the assumption that the emissivity of the metal is ε = (1-R), where R is the reflection coefficient from the metal in "equilibrium" (without backlight) conditions. The obtained R values were approximately the same for all samples, including a sample with a known contact, while for the latter it turned out to be lower than in earlier experiments using external illumination [20]. Note that the relatively low value of the coefficient of reflection from the semiconductor / metal interface (0.2-0.3) obtained in our measurements can be due, among other things, to the scattering of radiation during reflection. Such scattering is not an obstacle to obtaining high efficiency optoelectronic devices with wide contact, for example, photodiodes. The radiation reflected from the contact even in the case of strong scattering can be reabsorbed in the active layer of the photodiodes, creating a useful signal at the output of the device.

Таким образом, показано, что контакт, получаемый по заявляемому способу, является отражающим, причем его отражательная способность находится на уровне или несколько выше, чем у известного контакта.Thus, it is shown that the contact obtained by the claimed method is reflective, moreover, its reflectivity is at or slightly higher than that of a known contact.

При исследовании прочности соединения контакта с полупроводником путем его отрыва от структуры с помощью пинцета оказалось, что в 4 случаях из десяти известный контакт сходил со структуры, в то время как этот показатель для заявляемого контакта составлял лишь 1/10.In the study of the strength of the connection of the contact with the semiconductor by detaching it from the structure with tweezers, it turned out that in 4 out of ten cases the known contact came off the structure, while this indicator for the claimed contact was only 1/10.

Пример 3. Диоды изготавливались в ООО «ИоффеЛЕД» на основе одиночных гетероструктур, которые выращивались методом ЖФЭ и состояли из легированной подложки n⁺-InAs (100) (n⁺=1÷2⋅10¹⁸ см^-3) и двух эпитаксиальных слоев: прилегающего к подложке активного слоя n-InAs и широкозонного эмиттера p-(Zn)-InAs_1-x-ySb_xP_y (0.05≤х≤0.09, 0.09≤y≤0.18). Всего было проведено 12 однотипных процессов роста и получено 12 эпитаксиальных пластин, номера которых приведены в таблице 3. Толщины широкозонных слоев составляли 3÷4 мкм, активного слоя - 2 мкм. Далее аналогично описанию в примерах 1 и 2 на всех 12-пластинах производилось изготовление контактов, причем на p-(Zn)-InAs_1-x-ySb_xP_y контакты имели состав;Example 3. Diodes were manufactured at IoffeLED LLC on the basis of single heterostructures that were grown by the LPE method and consisted of a doped n ⁺ -InAs (100) substrate (n ⁺ = 1 ÷ 2⋅10 ¹⁸ cm ^-3 ) and two epitaxial layers: the n-InAs active layer adjacent to the substrate and the p- (Zn) -InAs _1-xy Sb _x P _y wide-gap emitter (0.05≤x≤0.09, 0.09≤y≤0.18). In total, 12 of the same growth processes were carried out and 12 epitaxial plates were obtained, the numbers of which are given in Table 3. The thickness of the wide-gap layers was 3–4 μm, the active layer was 2 μm. Further, similar to the description in Examples 1 and 2, the contacts were made on all 12 plates, and the contacts on p- (Zn) -InAs _1-xy Sb _x P _y had the composition;

Ag_0.9Mn_0.1~600-800 Å (позиция 5 на Фиг. 2)Ag _0.9 Mn _0.1 ~ 600-800 Å (position 5 in Fig. 2)

Контакты имели различную конфигурацию (форму), включающую полоски шириной около 100 мкм (обозначенные в Таблице 3, как «полоски» или «пол»). Для целей сравнения изготавливались также контакты по способу-прототипу (обозначенные как "Cr"). Последние представляли собой кружочки диаметром 100 мкм, расположенные в центре мез (обозначенные в Таблице 3, как FSI).The contacts had a different configuration (shape), including strips with a width of about 100 microns (indicated in Table 3 as “strips” or “floor”). For comparison purposes, contacts were also made according to the prototype method (designated as “Cr”). The latter were circles with a diameter of 100 μm, located in the center of the mesa (indicated in Table 3 as FSI).

К контактным площадкам по методу расцепленного электрода и «штрих-клин» приваривались золотые проволоки диаметром 20 и 30 мкм, к концам которых через блок прикреплялись грузы различных весов. С увеличением веса груза происходило разрушение электрического контакта при отрыве всей напыленной на поверхность металлической композиции (код «а»), либо обрыв проволоки в месте ее соединения с напыленной на поверхность металлической композицией (код «ш»), либо обрывалась собственно сама проволока. Данные измерений весов (усилий для разрушения контакта) по серии образцов сведены в таблице 3 в виде средних значений этих усилий и в виде вероятности того или иного типа разрушения.Gold wires with a diameter of 20 and 30 microns were welded to the contact pads by the method of a decoupled electrode and a bar-wedge, to the ends of which weights of various weights were attached through the block. With an increase in the weight of the load, the electrical contact was destroyed when the entire metal composition sprayed onto the surface (code “a”) was torn off, or the wire broke at the junction with the metal composition sprayed onto the surface (code “w”), or the wire itself broke. The measurement data of weights (forces for breaking contact) for a series of samples are summarized in table 3 in the form of average values of these forces and in the form of the probability of one type or another of breaking.

Из Таблицы 3 видно, что электрический контакт в диодах, изготовленных по заявляемому способу, существенно надежнее контакта, изготовленного по способу-прототипу.From Table 3 it is seen that the electrical contact in the diodes made by the present method is significantly more reliable than the contact made by the prototype method.

Пример 4. Изготавливались фотодиоды на длину волны 3.4 мкм, как указано в примере 3, при этом дополнительно проводили химическое удаление части слоев и подложки для получения конструкции чипа, заявленной в [³¹]. Далее производили сборку иммерсионного фотодиода, конструкция которого приведена в [23]. Согласно отчета производителя алкотестера процент отказа таких ФД был на 20% меньше, чем в ФД, изготовленных известным из [21] способом.Example 4. Photodiodes were produced at a wavelength of 3.4 μm, as described in example 3, while additionally chemical removal of part of the layers and the substrate was performed to obtain the chip design stated in [ ³¹ ]. Next, an immersion photodiode was assembled, the design of which is given in [23]. According to the report of the manufacturer of the breathalyzer, the percentage of failure of such PDs was 20% lower than in PDs manufactured by the method known from [21].

Пример 5. Изготавливались фотодиоды из InAsSb с длиной волны λ_{cut off} =4.5 мкм, как указано в [29], с использованием режимов осаждения металлов из примера 1. Прочность соединения металлического контакта при этом существенно возросла по сравнению в контактами в [29], где контакты изготавливались по способу-прототипу.Example 5. Photodiodes were made from InAsSb with a wavelength of λ _{cut off} = 4.5 μm, as indicated in [29], using the deposition modes of metals from Example 1. The strength of the metal contact connection was significantly increased compared to the contacts in [29], where the contacts were made by the prototype method.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Naresh С. Das, George Simonis, John Bradshaw, Arnie Goldberg, and Neelam Gupta, "Design and Fabrication of 2×D Light Emitting Device arrays for IR scene Projection", Technologies for Synthetic Environments: Hardware-in-the-Loop Testing IX, edited by Robert Lee Murrer, Jr., Proceedings of SPIE Vol. 5408 (SPIE, Bellingham, WA, 2004)⋅doi: 10.1117/12.564347 pp. 136-143.1. Naresh S. Das, George Simonis, John Bradshaw, Arnie Goldberg, and Neelam Gupta, "Design and Fabrication of 2 × D Light Emitting Device arrays for IR scene Projection", Technologies for Synthetic Environments: Hardware-in-the-Loop Testing IX, edited by Robert Lee Murrer, Jr., Proceedings of SPIE Vol. 5408 (SPIE, Bellingham, WA, 2004) ⋅doi: 10.1117 / 12.564347 pp. 136-143.

2. S. Jung, S. Suchalkin, D. Westerfeld, G. Kipshidze, E. Golden, D. Snyder and G. Belenky, «High dimensional addressable LED arrays based on type I GaInAsSb quantum wells with quaternary AlGaInAsSb barriers», Semicond. Sci. Technol. 26 (2011)085022 (6pp).2. S. Jung, S. Suchalkin, D. Westerfeld, G. Kipshidze, E. Golden, D. Snyder and G. Belenky, “High dimensional addressable LED arrays based on type I GaInAsSb quantum wells with quaternary AlGaInAsSb barriers”, Semicond . Sci. Technol. 26 (2011) 085022 (6pp).

3. B.A. Matveev, G.A. Gavrilov, V.V. Evstropov, N.V. Zotova, S.A. Karandashov, G.Yu. Sotnikova, N.M. Stus', G.N. Talalakin and J. Malinen", Mid-infrared (3-5 μm) LEDs as sources for gas and liquid sensors", Sensors and Actuators В 38-39 (1997) 339-343.3. B.A. Matveev, G.A. Gavrilov, V.V. Evstropov, N.V. Zotova, S.A. Karandashov, G.Yu. Sotnikova, N.M. Stus', G.N. Talalakin and J. Malinen, Mid-infrared (3-5 μm) LEDs as sources for gas and liquid sensors, Sensors and Actuators B 38-39 (1997) 339-343.

4. B.A. Matveev, Yu. M. Zadiranov, A.L. Zakgeim, N.V. Zotova, N.D. Il'inskaya, S.A. Karandashev, M. A. Remennyy, N.M. Stus', A.A. Usikova, O.A. Usov, A.E. Cherniakov, "Midinfrared (λ=3.6 μm) LEDs and arrays based on InGaAsSb with photonic crystals", Photonic and Phononic Crystal Materials and Devices IX, edited by Ali Adibi, Shawn-Yu Lin, Axel Scherer, Proc. of SPIE Vol. 7223, doi: 10.1117/12.808130, Proc. of SPIE Vol. 7223 72231B-1-7 (2009).4. B.A. Matveev, Yu. M. Zadiranov, A.L. Zakgeim, N.V. Zotova, N.D. Il'inskaya, S.A. Karandashev, M. A. Remennyy, N.M. Stus', A.A. Usikova, O.A. Usov, A.E. Cherniakov, "Midinfrared (λ = 3.6 μm) LEDs and arrays based on InGaAsSb with photonic crystals", Photonic and Phononic Crystal Materials and Devices IX, edited by Ali Adibi, Shawn-Yu Lin, Axel Scherer, Proc. of SPIE Vol. 7223, doi: 10.1117 / 12.808130, Proc. of SPIE Vol. 7223 72231B-1-7 (2009).

5. Ю.Ю. Билинец, В.Г. Кондратьева, А.А. Качур, О.М. Штец, «Многоэлементные излучающие линейки для средней инфракрасной области спектра», Электронная Техника, вып. 1(204), 91-94 (1990).5. Yu. Yu. Bilinets, V.G. Kondratyev, A.A. Kachur, O.M. Stetz, “Multi-element emitting rulers for the middle infrared region of the spectrum”, Electronic Technology, vol. 1 (204), 91-94 (1990).

6. Ian С. Sandall, Shiyong Zhang, and Chee Hing Tan, «Linear array of InAs APDs operating at 2 um» OPTICS EXPRESS | Vol. 21, No. 22 | DOI: 10.1364/OE.21.025780 | OPTICS EXPRESS 25783.6. Ian S. Sandall, Shiyong Zhang, and Chee Hing Tan, “Linear array of InAs APDs operating at 2 um” OPTICS EXPRESS | Vol. 21, No. 22 | DOI: 10.1364 / OE.21.025780 | OPTICS EXPRESS 25783.

7. X.Y. Gong, H. Kan, T. Makino, K. Watanabe, T. Iida, H. Suzuki, M. Aoyama, T. Yamaguchi, "Light emitting diodes fabricated from liquid phase epitaxial InAs/InAsxP1-x-ySbx/InAsxP1-x-ySbx and InAs/InAs1-xSbx multi-layers", Cryst.Res.Technol., 35, 549-555 (2000).7.X.Y. Gong, H. Kan, T. Makino, K. Watanabe, T. Iida, H. Suzuki, M. Aoyama, T. Yamaguchi, "Light emitting diodes fabricated from liquid phase epitaxial InAs / InAsxP1-x-ySbx / InAsxP1-x -ySbx and InAs / InAs1-xSbx multi-layers ", Cryst.Res. Technology, 35, 549-555 (2000).

8. H.B. Зотова, Н.Д. Ильинская, C.A. Карандашев, Б.А. Матвеев, М.А. Ременный, Н.М. Стусь, «Источники спонтанного излучения на основе арсенида индия (обзор)», ФТП, 42, №6, 641-657, (2008).8. H.B. Zotova, N.D. Ilyinskaya, C.A. Karandashev, B.A. Matveev, M.A. Remenny, N.M. Stus, “Sources of spontaneous emission based on indium arsenide (review)”, FTP, 42, No. 6, 641-657, (2008).

9. Н.Н Gao, A Krier, V Sherstnev, and Y Yakovlev, "InAsSb/InAsSbP light emitting diodes for the detection of CO and CO2 at room temperature", J. Phys. D: Appl. Phys., 32, 1768-1772 (1999).9. N. N. Gao, A. Krier, V. Sherstnev, and Y Yakovlev, "InAsSb / InAsSbP light emitting diodes for the detection of CO and CO2 at room temperature", J. Phys. D: Appl. Phys., 32, 1768-1772 (1999).

10. A. Krier, V.V. Sherstnev, H.H. Gao, "A novel LED module fort he detection of H2S at 3.8 μm", J.Phys. D: Appl.Phys., 33, 1656-1661 (2000).10. A. Krier, V.V. Sherstnev, H.H. Gao, "A novel LED module fort he detection of H2S at 3.8 μm", J.Phys. D: Appl. Phys., 33, 1656-1661 (2000).

11. Y. Iwamura, N. Watanabe, "InAs Planar Diode Fabricated by Zn Diffusion", Jpn.J.Appl.Phys., 39 (2000), 5740-5745.11. Y. Iwamura, N. Watanabe, "InAs Planar Diode Fabricated by Zn Diffusion", Jpn. J. Appl. Phys., 39 (2000), 5740-5745.

12. A. Krier, H. Gao, V. Sherstnev, Y. Yakovlev, "High power 4.6 um LEDs for CO detection», J.Phys.D.Appl.Phys. 32 (1999) 1-5.12. A. Krier, H. Gao, V. Sherstnev, Y. Yakovlev, "High power 4.6 um LEDs for CO detection", J.Phys. D.Appl.Phys. 32 (1999) 1-5.

13. В.В. Шерстнев, Д.А. Старостенко, И.А. Андреев, Г.Г. Коновалов, Н.Д. Ильинская, О.Ю. Серебренникова, Ю.П. Яковлев. «Фотодиоды с расширенным спектральным диапазоном 1.5-4.8 мкм на основе гетероструктур InAs/InAsSb₀.₁₂/InAsSbP, Письма ЖТФ, 2011, т 37, в. 1, 11-17.13. V.V. Sherstnev, D.A. Starostenko, I.A. Andreev, G.G. Konovalov, N.D. Ilyinskaya, O.Yu. Serebrennikova, Yu.P. Yakovlev. “Photodiodes with an extended spectral range of 1.5-4.8 μm based on InAs / InAsSb ₀ heterostructures. ₁₂ / InAsSbP, Letters of ZhTF, 2011, vol. 37, c. 1, 11-17.

14. Yu.P. Yakovlev, A.N. Baranov, A.N. Imenkov, V.V. Sherstnev and M.P. Mikhailova «Optoelectronic LED-photodiode Pairs for Moisture and Gas sensors in the spectral range 1.8-4.8 μm», Proc. SPIE, v. 1510, 1991, p. 128.14. Yu.P. Yakovlev, A.N. Baranov, A.N. Imenkov, V.V. Sherstnev and M.P. Mikhailova "Optoelectronic LED-photodiode Pairs for Moisture and Gas sensors in the spectral range 1.8-4.8 μm", Proc. SPIE, v. 1510, 1991, p. 128.

15. Н.Д. Стоянов, Б.Е. Журтанов, А.П. Астахова, А.Н. Именков, Ю.П. Яковлев, «Высокоэффективные светодиоды спектрального диапазона 1.6-2.4 мкм для медицинской диагностики и экологического мониторинга», ФТП, 2003, том 37, выпуск 8, стр. 996-1008.15. N.D. Stoyanov, B.E. Zhurtanov, A.P. Astakhova, A.N. Imenkov, Yu.P. Yakovlev, “High-Efficiency LEDs of the Spectral Range 1.6–2.4 μm for Medical Diagnostics and Environmental Monitoring”, FTP, 2003, Volume 37, Issue 8, pp. 996-1008.

16. С.А. Карандашев, Б.А. Матвеев, В.И. Ратушный, М.А. Ременный, А.Ю. Рыбальченко, Н.М. Стусь, «Вольт-амперные характеристики и сбор фототока в радиально симметричных поверхностно облучаемых фотодиодах на основе InAsSb(P)», ЖТФ, 2014, том 84, вып. 11, стр. 52-57.16. S.A. Karandashev, B.A. Matveev, V.I. Town Hall, M.A. Belt, A.Yu. Rybalchenko, N.M. Stus, “Current – voltage characteristics and photocurrent collection in radially symmetric surface irradiated photodiodes based on InAsSb (P),” ZhTF, 2014, Volume 84, no. 11, pp. 52-57.

17. Шерстнев В.В., Старостенко Д., Андреев И.А., Коновалов Г.Г., Ильинская Н.Д., Серебренникова О.Ю., Яковлев Ю.П., "Фотодиоды на основе гетероструктур InAs/InAs0.88Sb0.12/InAsSbP для спектрального диапазона 2.5-4.9 μm", ПЖТФ, 2011, том 37, выпуск 1, стр. 11-17.17. Sherstnev V.V., Starostenko D., Andreev I.A., Konovalov G.G., Ilyinskaya ND, Serebrennikova O.Yu., Yakovlev Yu.P., "Photodiodes based on InAs / InAs0 heterostructures .88Sb0.12 / InAsSbP for the Spectral Range 2.5-4.9 μm ", PZhTF, 2011, Volume 37, Issue 1, pp. 11-17.

18. Matveev, Boris A.; Zotova, Nonna V.; Karandashev, Sergey A. et al; "Backside illuminated In(Ga)As/InAsSbP DH photodiodes for methane sensing at 3.3 um", Proc. SPIE Vol 4650, p. 173-178, (2002).18. Matveev, Boris A .; Zotova, Nonna V .; Karandashev, Sergey A. et al; "Backside illuminated In (Ga) As / InAsSbP DH photodiodes for methane sensing at 3.3 um", Proc. SPIE Vol 4650, p. 173-178, (2002).

19. Чинарева И.В., Хакуашев П.Е., Мирошниченко М.О., Либерова Г.В., Косухина Л.А., «Кремниевый pin-фотодиод», Полезная модель 108883 с приоритетом от 04.05.2011.19. Chinareva I.V., Khakuashev P.E., Miroshnichenko M.O., Liberova G.V., Kosukhina L.A., “Silicon pin photodiode”, Utility model 108883 with priority dated 04/04/2011.

20. А.Л. Закгейм, Н.В. Зотова, Н.Д. Ильинская и др., «ИК изображения флип-чип диодов на основе InAsSbP в спектральной области 3 мкм», Прикладная Физика, 2008, N 6, 143-148.20. A.L. Zakheim, N.V. Zotova, N.D. Ilyinskaya et al., “IR images of a flip-chip diode based on InAsSbP in the spectral region of 3 μm”, Applied Physics, 2008, N 6, 143-148.

21. Кижаев С.С. (Kizhaev Sergei Sergeevich), "Способ изготовления гетероструктур", заявка WO 2014123448 А1, ЕВРАЗИЙСКИЙ ПАТЕНТ 018435 В1 с приоритетом от 13 сентября 2013. Правообладатели: ЛЕДмикросенсор НТ.21. Kizhaev S.S. (Kizhaev Sergei Sergeevich), "A method for manufacturing heterostructures", application WO 2014123448 A1, EURASIAN PATENT 018435 B1 with a priority dated September 13, 2013. Copyright: LED microsensor NT.

22. Camras; Michael D., Krames; Michael R., Snyder; Wayne L, Steranka; Frank M., Taber; Robert C, Uebbing; John J., Pocius; Douglas W., Trottier; Troy A., Lowery; Christopher H., Mueller; Gerd O., Mueller-Mach; Regina B. US patent # 7,053,419, filed September 12, 2000.22. Camras; Michael D., Krames; Michael R., Snyder; Wayne L, Steranka; Frank M., Taber; Robert C, Uebbing; John J., Pocius; Douglas W., Trottier; Troy A., Lowery; Christopher H., Mueller; Gerd O., Mueller-Mach; Regina B. US patent # 7,053,419, filed September 12, 2000.

23. Карандашев C.A., Матвеев Б.А., Ременный M.A. и др., «Свойства «иммерсионных» фотодиодов (λ=1.8-2.3 мкм) на основе GaInAsSb/GaSb в интервале температур 20-140°C» ФТП, 2007, том 41, выпуск 11, 1389-1394.23. Karandashev C.A., Matveev B.A., Belt M.A. et al., "Properties of" immersion "photodiodes (λ = 1.8-2.3 μm) based on GaInAsSb / GaSb in the temperature range 20-140 ° C" FTP, 2007, Volume 41, Issue 11, 1389-1394.

24. М.A. Remennyy; В.A. Matveev; N.V. Zotova; S.A. Karandashev; N.М. Stus; N.D. Il'inskaya, "InAs and InAs(Sb)(P) (3-5 μm) immersion lens photodiodes for portable optic sensors", SPIE Proceedings Vol.6585, ISBN: 9780819467133, 658504, DOI: 10.1117/12.722847.24. M.A. Remennyy; B.A. Matveev; N.V. Zotova; S.A. Karandashev; N.M. Stus N.D. Il'inskaya, "InAs and InAs (Sb) (P) (3-5 μm) immersion lens photodiodes for portable optic sensors", SPIE Proceedings Vol. 6585, ISBN: 9780819467133, 658504, DOI: 10.1117 / 12.722847.

25. Зотова H.B., Ильинская Н.Д., Карандашев C.A., Матвеев Б.А., Ременный М.А., Стусь Н.М., Шустов В.В., «Светодиоды на основе InAs с резонатором, сформированным анодным контактом и границей раздела полупроводник/воздух» ФТП, 2004, том 38, выпуск 10, 1270-1274.25. Zotova HB, Ilyinskaya ND, Karandashev CA, Matveev BA, Remenny MA, Stus NM, Shustov VV, “InAs-based LEDs with a cavity formed by the anode contact and the semiconductor / air interface "FTP, 2004, Volume 38, Issue 10, 1270-1274.

26. В.М. Базовкин, А.А. Гузев, А.П. Ковчавцев и др., «Тепловизионный микроскоп», Прикладная Физика, 97-102, N 2 (2005).26. V.M. Bazovkin, A.A. Guzev, A.P. Kovchavtsev et al., “Thermal Imaging Microscope”, Applied Physics, 97-102, N 2 (2005).

27. В.A. Matveev, М. Aidaraliev, N.V. Zotova et al «In(Ga)As- and InAs(Sb)-Based Heterostructure LEDs and Detectors for the 3, 5 mm Spectral Range» Abstract of the 5th International Conference on Mid-Optoelectronics Materials and Devices (MIOMD-V), September 8-11, 2002, Annapolis, Maryland, USA.27. B.A. Matveev, M. Aidaraliev, N.V. Zotova et al "In (Ga) As- and InAs (Sb) -Based Heterostructure LEDs and Detectors for the 3,5 mm Spectral Range" Abstract of the 5th International Conference on Mid-Optoelectronics Materials and Devices (MIOMD-V), September 8-11, 2002, Annapolis, Maryland, USA.

28. В.И. Иванов-Омский, Б.А. Матвеев, «Отрицательная люминесценция и приборы на ее основе (обзор)», ФТП, 2007, том 41, выпуск 3, 257-268.28. V.I. Ivanov-Omsky, B.A. Matveev, “Negative Luminescence and Devices Based on It (Review)”, FTP, 2007, Volume 41, Issue 3, 257-268.

29. А.Л. Закгейм, Н.В. Зотова, Н.Д. Ильинская и др., «Неохлаждаемые широкополосные флип-чип фотодиоды на основе InAsSb (λ_{cut off} =4.5 мкм)», ФТП, 43, №3, 412-417 (2009).29. A.L. Zakheim, N.V. Zotova, N.D. Ilyinskaya et al., “Uncooled broadband flip-chip photodiodes based on InAsSb (λ _{cut off} = 4.5 μm)”, FTP, 43, No. 3, 412-417 (2009).

30. К.Ю. Гуга, А.Г. Коллюх, А.И. Липтуга, В.А. Мороженко, В.И. Пипа, «Особенности теплового излучения плоскопараллельных пластин полупроводника», ФТП, 2004, том 38, выпуск 5, 524-528.30. K.Yu. Guga, A.G. Kolyuh, A.I. Liptuga, V.A. Morozhenko, V.I. Pipa, “Features of thermal radiation of plane-parallel semiconductor wafers”, FTP, 2004, Volume 38, Issue 5, 524-528.

31. Ильинская Н.Д., Матвеев Б.А., Ременный М.А., «Полупроводниковый диод для средневолнового инфракрасного диапазона спектра», заявка на изобретение №2011152863 с приоритетом от 23.12.2011.31. Ilyinskaya ND, Matveev BA, Remenny MA, “Semiconductor diode for the mid-wave infrared range of the spectrum”, application for invention No. 20111152863 with priority dated 12/23/2011.

Claims

1. A method of manufacturing diodes for the mid-wave IR range of the spectrum, including sequentially growing on a substrate semiconductor layers with different types of conductivity, at least one of which absorbs / emits quanta with an energy of 0.2-0.6 eV, photolithography, sputtering on n- and semiconductor layers p-type sequences of metal contact layers of a given geometry, at least one of which contains a noble metal and impurities, and at least one of which contains nickel and impurities, ganie contact layers at a temperature of 310-400 ° C, characterized in that said plating layer on the p-type conductivity start with alloy sputtering comprising silver (80-97) wt. % and manganese (3-20) mass. %, then sequentially sputter a layer containing nickel and impurities, and a layer of gold with impurities.

2. The method according to p. 1, characterized in that the spraying of the layer containing silver and manganese is stopped when it reaches a thickness of 400-1200

3. The method according to p. 1, characterized in that the spraying of the layer containing nickel and impurities is stopped when it reaches a thickness of 100-600

.

4. The method according to p. 1, characterized in that the spraying of the layer containing gold and impurities is stopped when it reaches a thickness of 1000-3000

.

5. The method according to p. 1, characterized in that in the intervals between the sputtering process of the metal contact layers to the n- and p-type layers, part of the semiconductor layers is removed.

6. The method according to p. 1, characterized in that in the intervals between the sputtering process of the metal contact layers to the n- and p-type layers, part of the substrate is removed.

7. The method according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that at the end of the deposition of metal contact layers produce chemical deposition of gold from a solution to achieve a thickness of 2000-4000 Å.

8. The method according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that at the end of the deposition process of the metal contact layers produce the deposition of gold from the electrolyte until it reaches a thickness of 2000-4000

when an electric current is passed through a diode-electrolyte system.