одіють максимально можливою ефективністю, оскільки перетворюють енергію або оптичного [1,2] або тільки радіаційного бета- або альфа-випромінювань [3-7].
Відома щілинна конструкція напівпровідникових вольтаіческіх перетворювачів радіаційних бета-випромінювань в електричну енергію [6], (див. рис. 1) узята за прототип і містить в напівпровідниковій пластині п (р) типу провідності вертикальні щілини або канали на поверхні, в яких розташовані вертикальні р-п переходи, і які заповнені матеріалом радіоактивного ізотопу.
Спосіб її виготовлення, який включає формування в обсязі пластини п (р) типу провідності щілин або каналів, дифузійне легування поверхні каналів домішкою р (п) типу, осадження на поверхню пластини і порожнину щілин або каналів матеріалу радіоактивного ізотопу.
Загальними недоліками аналогів і прототипу є обмеження його області застосування через використання тільки радіоактивного бета- випромінювання.
Цілями винаходу є розширення області застосування перетворювача на оптичний діапазон випромінювань, підвищена?? ение його ефективності і спрощення технології виготовлення.
Мета досягається зміною конструкції перетворювача за рахунок усунення матеріалу ізотопу за межами щілин на поверхні горизонтальних р-п переходів пластини, і розміщення на їх поверхні діелектричного шару прозорого для випромінювання оптичного діапазону.
Спосіб її виготовлення включає формування на поверхні пластин п (р) типу провідності дифузією домішки р (п) типу горизонтальних р-п переходів та осадження діелектричного шару, прозорого для випромінювання оптичного діапазону, формування в обсязі пластини травленням напівпровідника селективно до діелектрика щілин або каналів, дифузійне легування поверхні каналів домішкою р (п) типу, осадження на поверхню пластини і в канали матеріалу радіоактивного ізотопу, видалення матеріалу ізотопу з поверхні діелектричного шару.
Конструкція прототипу показана на рис. 1.
тут 1 - напівпровідникова пластина п (р) типу провідності, 2 - п + (р +) сильнолегованому контактний шар, 3 - р (п) область вертикальних р-п переходів, 6 - матеріал радіоактивного ізотопу.
Конструкція перетворювача по винаходу показана на рис. 2
тут 1 - напівпровідникова пластина п (р) типу провідності, 2- п + (р +) сильнолегованому контактний шар, 3 - р (п) область вертикальних р-п переходів, 4 - р (п ) область горизонтальних р-п переходів, 5 - діелектричний шар прозорий для випромінювання оптичного діапазону, 6 - матеріал радіоактивного ізотопу.
Технологія виготовлення перетворювача по винаходу показана на рис.3, яка складається з наступної послідовності технологічних операцій:
а) - у зворотний бік пластини п - типу КЕФ 5 до? · см орієнтацією (100) проводять іонне легування фосфору дозою 300 мкКл з енергією 50 кеВ з подальшою разгонкой домішки протягом 30 хвилин при температурі 950? С;
потім формують р- область горизонтальних переходів іонним легуванням в лицьову сторону пластини іонів бору дозою 10 мкКл з енергією 30 кеВ з подальшим відпалом радіаційних дефектів протягом 40 хвилин при температурі 950? С;
вирощують оксид кремнію на лицьовій поверхні пластини товщиною 0,3 мкм при температурі 1050? С протягом 20 хвилин.
б) - потім проводять фотолитографию і труять глибокі щілини в оксиді, а потім в кремнії;
проводять дифузію бору (або плазмове іонне легування бору) при температурі 900? С протягом 20 хвилин і видаляють боросилікатне скло.
в) облягають електролізом радіоактивний 63Ni товщиною 2,5- 3,2 мкм;
г) проводять фотолитографию і видаляють нікель 63Ni з поверхні діелектрика.
д) ріжуть пластини на окремі кристали.
Принцип дії перетворювача (див. рис 4) заснований на іонізації оптичним (світловим) і бета- (електронним) випромінюванням матеріалу напівпровідника, наприклад, кремнію. Утворені при цьому електронно-діркові пари розділяються полем р-п переходу в області просторового заряду (ОПЗ) і створюють різницю потенціалів на р + і п + областях перетворювача (фотогальванічну е.р.с). При цьому частина електронно доручених пар може бути зібрана полем р-п переходу також у квазі-нейтральною області (КНО) на відстані рівному дифузійній довжині пробігу.
Приклад практичної реалізації конструкції
Пропонований перетворювач може бути реалізований на пластинах кремнію КЕФ 5 до? · см з орієнтацією (100) за технологією представленої на рис.3. При цьому як ізотопного джерела може бути обраний 63Ni, який має великий період часу напіврозпаду (100 років) і випускає електрон...
