ФЦП 2018, Сведения о ходе выполнения проекта

Разработка фоточувствительных элементов большой размерности для спектральных областей 2.5-3.5; 2.5-4.5; 2.5-5.5 мкм на основе диодных гетероструктур из InAs и твердых растворов InAsSbP”. “ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы»”

Этап1. Разработка, создание и исследование матричного фотоприемника с "разъединеными"пикселями. Разработка, создание и исследование фоточувствительных гетероструктур с подавлением пробоя p-n перехода и фотоприемников на их основе


Этап1. Разработка, создание и исследование матричного фотоприемника с "разъединенными" пикселями. Разработка, создание и исследование фоточувствительных гетероструктур с подавлением пробоя p-n перехода и фотоприемников на их основе

- разработаны и изготовлены фотошаблоны и ЭКД для получения экспериментальных образцов одиночных фотоприемников флип - чип конструкции с разной глубиной формирования одного из электрических контактов;

- разработана конструкция матричного фотоприемника размерности 2×2 с "разъединенными" пикселями, разработаны и изготовлены фотошаблоны и ЭКД для получения матричного фотоприемника размерности 2×2 с "разъединенными" пикселями;

- исследованы оптические и электрические характеристики одиночных фотоприемников флип-чип конструкции с разной глубиной формирования одного из электрических контактов и определены минимальные глубины формирования катодного контакта, обеспечивающие получение заданной вольт-амперной характеристики фотоприемника;

- разработана методика для корпусирования матричного фотоприемника небольшой размерности с "разъединенными" пикселями;

- проведены исследования оптических и электрических свойств экспериментальных образцов матричного фотоприемника небольшой размерности с "разъединенными" пикселями и получены фотоприемники с широкополосным фотооткликом и значениями квантовой эффективности, близкими к предельно возможным в широком интервале температур. Результаты проведенных исследований представлены на научной конференции с международным участием «Неделя науки СПбПУ», Санкт-Петербург, 19-24.11.2018 г. и опубликованы в материалах конференции и сборнике лучших докладов конференции;

- выполнен обзор и анализ современной научно-технической литературы, посвященный анализу вольт-амперных характеристик фотодиодов на основе материалов А3В5, работающих в средней ИК области спектра, и показано, что для достижения заявленных в проекте параметров, в частности, получения минимальных значений темнового тока в области низких температур и обратных смещений более 0.5 В необходимо разработать подходы для подавления туннельной составляющей токопротекания. Представленные материалы и их анализ использованы при подготовке научной публикации (опубликована ФТП, т.53, в.2, стр.147-157 (2019));

- разработана методика экспресс анализа электрических характеристик некорпусированных чипов фотоприемных элементов, которая выполняется при использовании оборудования (зондовой станции Signatone H150 и микроскопа мсп-2 вар.2), приобретенного за счет средств субсидии, и позволяющая проводить экспресс анализ электрических характеристик некорпусированных и неразделенных чипов фотоприемников;

- разработана «Корректировка методики исследования оптических свойств экспериментальных образцов фоточувствительных гетероструктур, которая выполняется при использовании оборудования, приобретенного за счет средств субсидии (охлаждаемых фотоприемников на основе InSb, HgCdTe, фокусирующих зеркал и микропозиционеров-линейных трансляторов), позволяющая, проводить спектральные измерения спектров фоточувствительности и люминесценции со спектральным разрешением не хуже 1 см-1;

- выполнено исследование оптических и электрических характеристик фотоприемников с подавлением пробоя p-n перехода, в которых получено отсутствие пробоя в обратной ветви ВАХ при напряжениях до -2 В при комнатной температуре;

- выполнено исследование оптических свойств экспериментальных образцов фоточувствительных гетероструктур с подавлением пробоя p-n перехода

- разработана методика измерения распределения фоточувствительности фотоприемника по его поверхности, которая выполняется при использовании оборудования, приобретенного за счет средств субсидии (двухкоординатного моторизованного транслятора и линейных позиционеров).

- проведено исследование и анализ профилей легирования фоточувствительных гетероструктур, выявившая особенности в легировании эпитаксиального слоя, которые приводят к подавлению пробоя p-n перехода. Работа выполнены с использованием приборной базы Северо-Западного ЦКП научным оборудованием «Материаловедение и диагностика в передовых технологиях» ФТИ им. А.Ф. Иоффе;

- изготовлены экспериментальные образцы и ЭКД на гетероструктуры с фоточувствительной областью из InAs и твердого раствора InAsSb, в том числе с подавлением пробоя p-n перехода;

- изготовлены одиночные фотоприемники флип-чип конструкции с разной глубиной формирования одного из электрических контактов, с подавлением пробоя p-n перехода, матричные фотоприемники небольшой размерности с "разъединенными" пикселями;

- выполнено патентное исследование по теме создания матричного фотоприемника с вводом излучения через подложку и сделан вывод о том, что технические решения, необходимые для проведения данного ПНИ, либо описаны в патентах, правообладателями на которые, являются участники проекта, либо не отражены в существующих патентах;

- разработана ЭКД и изготовлены подкристальные платы для матричного фотоприемника небольшой размерности с "разъединенными" пикселями;

- выполнен обзор и анализ современной научно-технической литературы, посвященный теме создания полупроводниковых приемников излучения с максимально удаленной подложкой, показавший, с одной стороны – перспективность работ по максимально возможному удалению подложки, а с другой стороны, новизну предлагаемого в данном проекте подхода, предполагающего удаление подложки и разделение многоэлементного фотоприемника на несвязанные между собой элементы;