Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии получения фоточувствительных материалов и многоэлементных фотоприемников на их основе для спектральных областей 2.5-3.5; 2.5-4.5; 2.5-5.5 мкм на основе диодных гетероструктур из твердых растворов арсенида индия

Номер контракта: 14.576.21.0057

Руководитель: Матвеев Борис Анатольевич

Должность руководителя: старший научный сотрудник

Докладчик: Ременный Максим Анатольевич, Генеральный директор

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
inas фотодиоды, 3-5 мкм фотодиоды, фотодиоды на основе двойных гетероструктур из твердых растворов арсенида индия (inas), фотодиоды на основе двойных гетероструктур inas/inassbp, фотодиоды inassbp/ingaassb/inassbp

Цель проекта:
Задачей проекта является разработка полупроводниковых фоточувствительных материалов и лабораторной технологии их получения для матричных инфракрасных фотоприемников и тепловизоров гражданского назначения с повышенной рабочей температурой не менее чем в 1,3 раза и/или сниженным энергопотреблением не менее чем в 2 раза и/или уменьшенными габаритами и весом не менее чем в 2 раза. Для решения этой задачи, проводятся: Разработка полупроводниковых материалов, фоточувствительных в спектральных областях 2.5-3.5; 2.5-4.5; 2.5-5.5 мкм на основе диодных гетероструктур из твердых растворов арсенида индия и лабораторной технологии их получения; Разработка одноэлементных и многоэлементных приемников фоточувствительных в спектральных областях 2.5-3.5; 2.5-4.5; 2.5-5.5 мкм на основе диодных гетероструктур из твердых растворов арсенида индия, работающих в интервале температур 150-350 К, обладающих параметрами чувствительности, многократно превышающими существующий мировой уровень, и лабораторной технологии их получения.

Основные планируемые результаты проекта:
Будут разработаны: технологии получения полупроводниковых фоточувствительных материалов чувствительных в спектральной области 2.5-3.5, 2.5-4.5, 2.5-5.5 мкм на основе многослойных гетероструктур InAs(Sb, P)/InAsSbP; методики постростовой обработки полупроводниковых гетероструктур на основе твердых растворов арсенида индия для формирования одиночных и матричных элементов фотоприемного устройства и методики корпусирования одиночных и матричных элементов фотоприемного устройства; методики измерения основных характеристик фотоприемного элемента в интервале температур 150-350 К (вольт-амперных, вольт-фарадных характеристик, быстродействия).
Будут получены: экспериментальные образцы полупроводниковых фоточувствительных материалов на основе многослойных гетероструктур из узкозонных соединений A3B5, и одно- и многоэлементных фотоприемников на их основе, фоточувствительные в спектральной области 2.5-3.5, 2.5-4.5, 2.5-5.5 мкм с характерными размерами одиночного элемента 50 и 200 мкм.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Разрабатываемый продукт, является ключевым элементом для создания фотоприемных устройств, работающих в средней ИК области спектра, обладающих параметрами чувствительности и быстродействия значительно (на порядки величины), превосходящими существующий уровень российских разработок.
Впервые, будет создано семейство фоточувствительных материалов и фотоприемников на их основе, наилучшим образом подходящих для выбранного диапазона длин волн (2.5-3.5; 2.5-4.5; 2.5-5.5 мкм). Впервые, для создания фотоприемых структур будут использованы одиночные и двойные гетероструктуры на основе твердых растворов InAs с вводом излучения через подложку сильнолегированного арсенида индия.
Полученные или планируемые к достижению параметры фоточувствительных структур и приемников на их основе превосходят (в частности, по чувствительности в области длин волн около 3 мкм) или имеют близкие значения в сравнении с лучшими данными по чувствительности и обнаружительной способности, известными из научных публикаций.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Использование полученных результатов выполненных прикладных научных исследований и экспериментальных разработок, дает возможность значительно улучшить параметры чувствительности и быстродействия фотоприемных устройств, работающих в средней ИК области спектра (3-5 мкм), используемых в быстродействующих спектрометрах, системах дистанционного зондирования земли и приборах ночного видения.

Текущие результаты проекта:
Созданы экспериментальные образцы фоточувствительных материалов на основе одиночных и двойных гетероструктур InAs/InAsSbP с толщинами каждого из слоев от 2 х до 5 мкм, в которых фоточувствительная область имеет n- тип проводимости с концентрацией не более 1Е16 см-3; широкозонный слой имеет р-тип проводимости; плотность дислокаций не превышает значения 0.5Е-4 см-2; плотность поверхностных макродефектов составляет менее 10 см-2.
Разработана технология, получены и проведены испытания одноэлементных и многоэлементных фотоприемников, чувствительных в спектральной области 2.5-3.5, 2.5-4.5 мкм, с характерными размерами одиночных элементов до 200 мкм и до 50 мкм (в одном направлении) показавшие значения квантовой эффективности 78%.
Проведенные испытания полученных экспериментальных образцов материалов и фотоприемников на их основе показали соответствие полученных параметров требованиям ТЗ. При этом достигнутые значения обнаружительной способности (5Е14 cмГц1/2Вт-1 при 100 К) более чем в 4 раза превосходят параметры фотоприемников на основе "барьерных" nBn структур.
По результатам выполненных работ направлено в печать 4 публикации, сделаны доклады на 2-х конференциях и подана 1 заявка на изобретение.