і діелектричного шару.
Реферат
Справжнє винахід відноситься до області перетворювачів енергії оптичних і радіаційних випромінювань в електричну енергію.
Цілями винаходу є розширення області застосування перетворювача на оптичний діапазон випромінювань, підвищення його ефективності і спрощення технології виготовлення.
Поставлені цілі досягаються шляхом створення оригінальної «щілинний» конструкції перетворювача реалізується за близькою до стандартної мікроелектронної технології. Важливою особливістю даної конструкції є максимально високе співвідношення площі р-п переходів, що перетворюють випромінювання в ЕРС, до всього полупроводниковому обсягом матеріалу перетворювача.
Таке технічне рішення дозволяє отримати максимальну електричну потужність на одиницю об'єму й ваги перетворювача.
Пропонований перетворювач може бути використаний у вибухонебезпечних приміщеннях - шахтах, в безпілотних літальних апаратах, нічних індикаторах, сенсорах, розташованих у важкодоступних місцях і т.д.
Додаток 4
Планарний ПЕРЕТВОРЮВАЧ ІОНІЗУЮЧИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ
Справжнє винахід відноситься до області перетворювачів енергії іонізуючих випромінювань в електричну енергію (е.р.с.).
Відомі конструкції планарних - 2D перетворювачів іонізуючих радіаційних випромінювань в електричну енергію (бета гальванічна батарейка), які вперше запропонував Раппопорт в 1954 році [1,2], після виявлення їм того, що при розпаді ізотопів, наприклад , нікелю - 63 або тритію можуть утворюватися в напівпровідникових матеріалах електронно-діркові пари, це явище отримало назву бетавольтаіческого ефекту. Пізніше в 1957 році Elgin-Kidde вперше застосували бетавольтаіческій ефект для вироблення електричної енергії за допомогою планарних р-п переходів, отриманих на кремнієвих пластинах [3].
З 1989 року для створення перетворювача - бетавольтаіческой батареї стали досліджуватися і застосовуватися інші - широкозонні матеріали GaN, GaP, AlGaAs, SiC внаслідок їх більш високої температурної стійкості [4,5].
Однак при створенні тривимірних (3D) конструкцій технології, що використовують широкозонні матеріали, поступаються в продуктивності та ефективності кремнієвої технології. Зокрема, глибина мікроканалів в кремнії в рази більше, ніж в карбіду кремнію та інших матеріалах. Ступінь дефектоутворення при формуванні мікроканалів також мінімальна в кремнієвої технології. Більше того саме в кремнієвої технології найбільш просто і економічно поєднати в одній конструкції набір двовимірних елементів. Таким чином, технологія, що використовує кремнієві пластини є найбільш ефективною з точки зору мінімізації об'єму і ваги перетворювача, що припадає на одиницю вироблюваної електроенергії в тривимірних конструкціях.
Тому з 2004 року з'явилося безліч робіт присвячених створенню 3-ех мірних об'ємних конструкцій 3D перетворювачів, в основному на монокремній, націлених на оптимізацію співвідношення ваги перетворювача до вироблюваної енергії [6-10]. Такі конструкції дозволяють отримати розвинену поверхню щілин або каналів кремнієвих пластин з оптимальними розмірами квазінейтральних областей і областей просторового заряду р- i-п діодів, в яких генеруються бета випромінюванням носії заряду. Проте створення бета батарейок з такою конструкцією представляє складну і не вирішену технологічну проблему, насамперед через низької якості р-п переходів в каналах або щілинах кремнієвих пластин, що призводить до неприпустимо великим струмам витоку через них.
Останнім часом з'явилися технології утонения кремнієвих пластин до розмінів 40-100 мікрон, що порівнянно з глибиною проникнення в кремній (20 мкм) бета випромінювання радіоактивних ізотопів таких, так нікель - 63 і тритій, що принципово дозволяє створювати планарні тонкі конструкції кремнієвих р- i-п діодів з близькими до оптимальних розмірами квазінейтральних областей і областей просторового заряду (10-29 мкм) [11].
Однак і тонкі планарні конструкції перетворювачів на основі р-i-п діодів [4,5,12] не володіють максимально можливою ефективністю, оскільки в них збір носіїв заряду від випромінювання має односторонній характер (тільки зверху) з боку розташування поверхневого р-п переходу.
Відома планарная 2D конструкція напівпровідникових вольтаіческіх перетворювачів радіаційних бета випромінювань в електричну енергію [12] (см.ріс.1), взята за прототип і містить слаболегірованних напівпровідникову пластину п (р) типу провідності, в якій розташована сильнолегованому п + (р +) область, на поверхні якої розташований електропровідний електрод катода (анода), на верхній ...
