ефективність.
Структура, представлена ??на малюнок 64 В, формується на пластині n-, в якій за допомогою фотолітографії створюються щілини глибиною більше 100 мкм і шириною близько 10 мкм з наступним дифузійним легуванням. В результаті формується pn перехід на стінках каналів [56], після чого проводиться металізація, осадження і вжигание 63Ni. При створенні структур необхідно передбачити, щоб ОПЗ pn переходу на стінках щілин займала весь простір між щілинами для найбільш ефективного збору носіїв заряду. Достоїнствами зазначеної структури є велика питома площа, яка в десятки разів збільшує струм генерації. Можна також відзначити, що іншим перевагою структури є свобода вибору ширини щілин і відстані між ними. На жаль, у такого варіанту є ряд недоліків. По-перше, метод легування глибоких шпарин не поширений в кремнієвої технології і, тому вимагає більш детального підходу, зокрема, незрозуміло як контролювати рівномірність легування стінок щілин. По-друге, виникає складність металізації щілин радіоактивним нікелем, оскільки для щілин з діаметром мікронних розмірів через погану адгезії до тонкого діоксиду кремнію нікель буде осідати тільки на поверхню зразка без глибокого проникнення в щілини. У результаті може виникнути ситуація формування пустот в щілинах і різке зниження ефективності структур.
Нарешті, варіант, представлений на малюнку 64 С, є технологічно складним і включає кілька процесів: епітаксії на пластині n- шару р-, фотолитографию і іонне легування бором з подальшою разгонкой, другу фотолитографию і іонне легування фосфором для створення n + контактного шару, шліфовку пластини до товщини 10-30 мкм і заключне іонне легування бором для створення p + контактного шару. У висновку проводиться вирощування тонкого окисла і нанесення металізації радіоактивним нікелем - 63 для створення додаткової структури метал-оксид-напівпровідник з метою збору носіїв заряду в p + області. При досить складної технології у цього варіанту бетавольтаіческого елемента мається головне достоїнство - збір згенерованих носіїв заряду здійснюється практично у всій області кремнієвої пластини, оскільки в області n- знаходиться ОПЗ pn переходу, а в області p + існує вбудоване поле МОП- структури нікель-оксид-p-Si. Зі схеми видно, що обидва переходу підключені паралельно і мають два контакту - верхній і нижній, обидва контакту реалізовані на нікелі - 63. Така структура ефективна і зручна для подальшої микросборки, наприклад, для послідовного з'єднання структур з метою збільшення напруги живлення, досить просто структури притиснути один до одного і отжечь, що забезпечить як надійний контакт, так і виключить втрати на опорі між елементами. У результаті ефективність на одиницю об'єму повинна бути найбільш високою.
. 2 Рекомендації щодо поліпшення параметрів автономних джерел живлення
Для складання рекомендацій щодо поліпшення параметрів автономних джерел живлення була проведена чисельна оцінка струмів генерації, ККД і коефіцієнта збору згенерованих носіїв заряду для структур, представлених на малюнку 64, а також були визначені оптимальні значення геометричних розмірів p і n областей кожної структури. На основі чисельних даних була визначена ефективність збору носіїв заряду для представлених структур при різних поєднаннях глибини залягання pn переходу d і ширини ОПЗ w. Варіюючи тільки ці два параметри для кожної структури, можна розрахувати значення d і w, при яких розроблені структури будуть найбільш ефективні.
Необхідно розраховувати ефективність збірки зі структур, отримуючи значення, нормовані на одиницю об'єму, позначимо цю величину як? V. Для визначеності будемо вважати, що площа всіх структур дорівнює 1 см2, а товщина структури визначається вживаними параметрами глибини залягання pn переходу і ширини ОПЗ, всі розрахунки проведемо для активності бета-источника 10 мКи/см2. Вибір значень d і w, проводився для кожної структури таким чином, щоб з одного боку ефективність була максимальною, а значення товщини структури - мінімальне.
Перед оптимізацією параметрів врахуємо результати роботи [56], де показано, що через самопоглинання бета-частинок товщина ізотопу нікель - 63 повинна бути більше 4 мкм, що визначає мінімальну ширину каналів на структурі В (рисунок 64). В результаті для всіх структур приймемо товщину шару металізації нікель - 63 рівний 4 мкм, у тому числі металізації з боків стінок щілин на структурі В. Рекомендації щодо поліпшення параметрів автономних джерел живлення представлені в окремим документі.
. 3 Висновки на чолі
Проведена чисельна оцінка струмів генерації, ККД і коефіцієнта збору згенерованих носіїв заряду для різних структур. Складені рекомендації для планарної, щілинний і МОП структури. Показано, що найбільш ефективною є МОП структура.
