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