RU166199U1 - Кремниевый фотоприемник с задаваемой спектральной характеристикой - Google Patents
Кремниевый фотоприемник с задаваемой спектральной характеристикой Download PDFInfo
- Publication number
- RU166199U1 RU166199U1 RU2016108099/28U RU2016108099U RU166199U1 RU 166199 U1 RU166199 U1 RU 166199U1 RU 2016108099/28 U RU2016108099/28 U RU 2016108099/28U RU 2016108099 U RU2016108099 U RU 2016108099U RU 166199 U1 RU166199 U1 RU 166199U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dose
- spectral characteristic
- photodetector
- long
- ion
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 title description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 11
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000637 aluminium metallisation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/1446—Devices controlled by radiation in a repetitive configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Дифференциальный фотоприемник на основе кремния, состоящий из двух фотодиодов, один из которых содержит ионно-легированный слой мышьяка, отличающийся тем, что длинноволновая граница чувствительности, выраженная в мкм, по уровню λпри изменении дозы легирования Q от 200 до 2000 мкКл/смопределяется зависимостью:λ=0,35·exp(Q/Q),где Q=6750 мкКл/см.
Description
Полезная модель относится к области опто и микроэлектроники и может быть использовано в устройствах контроля ультрафиолетового излучения.
Известен кремниевый дифференциальный фотоприемник, имеющий два фотодиода, один из которых закрыт оптическим фильтром, блокирующим коротковолновое излучение (BY 8532, H01L 27/15 от 30.08.2012). Наличие фильтра позволяет путем вычитания сигналов снизить чувствительность фотоприемника в длинноволновой части спектра. Недостатком известного фотоприемника является сложность в подборе и изготовлении фильтра с требуемой спектральной характеристикой.
Наиболее близким техническим решением является фотоприемник (см. RU №156627, H01L 31/068, 10.11.2015), в котором один из фотодиодов содержит тонкий ионно-легированный поверхностный слой с высоким содержанием примеси. Фотоприемник позволяет реализовать селективную спектральную характеристику в УФ области с использованием технологических операций только полупроводникового производства, без использования оптических фильтров.
Недостатком известного фотоприемника является неопределенность в диапазоне спектральной чувствительности, которая зависит от свойств ионно-легированного слоя.
Технической задачей является управление значением длинноволновой границы чувствительности фотоприемника.
Поставленная задача решается тем, в дифференциальном фотоприемнике на основе кремния, состоящем из двух фотодиодов, один из которых содержит ионно-легированный слой мышьяка, длинноволновая граница чувствительности, выраженная в мкм, по уровню λ0,5 при изменении дозы легирования Q от 200 до 2000 мкКл/см2 определяется зависимостью:
где Q0=6750 мкКл/см2.
Один из фотодиодов содержит тонкий поверхностный ионно-легированный слой с заданной дозой мышьяка.
Величина дозы ионно-легированного слоя будет менять концентрацию структурных дефектов, что скажется на значении скорости рекомбинации фотоносителей, а также на интенсивности тормозящего электрического поля в приповерхностной области. Таким образом, величина дозы ионно-легированного слоя будет влиять на протяженность области собирания фотоносителей как за счет рекомбинационных процессов, так и за счет величины тормозящего электрического поля.
Сущность полезной модели поясняется изображениями.
На фиг. 1 показана структура фотоприемника, которая включает в себя:
1 - ионно-легированный слой;
2 - просветляющее покрытие SiO2;
3 - алюминиевую металлизацию;
4 - толстый окисный слой SiO2.
На фиг. 2 показано влияние дозы легирования канала А на вид спектральной характеристики фотоприемника, где: дозы легирования 1-200, 2-700, 3-2000 мкКл/см2
На фиг. 3 показана зависимость длинноволнового края спектральной характеристики по уровню λ0,5 от дозы легирования канала А.
На подложке р-типа сформированы две n-области (А и В), идентичные по глубине, концентрации и размерам. Пленки алюминия 2 играли роль оптического экрана, задающего размеры фоточувствительных площадок, а также служили электрическими выводами. Для обеспечения омического контакта с n-слоем по периферийной области фоточувствительного слоя проводилась подконтактная диффузия фосфора на глубину около 2 мкм. Диффузионные р+ области служили для ограничения каналов инверсии, вносимых зарядом окисла. После формирования идентичных структур фотодиод А подвергался дополнительной обработке с целью создания тонкого ионно-легированного n+-слоя, который был получен внедрением заданной дозой мышьяка. На фиг. 2 приведены относительные спектральные характеристики дифференциальных фотоприемников, полученные вычитанием сигналов от двух фотодиодов для нескольких доз легирования мышьяком.
Максимум чувствительности у всех фотоприемников расположен в УФ области и зависел от дозы легирования. Увеличение дозы от 200 до 2000 мкКл/см2 приводило к смещению максимума от 0,32 до 0,36 мкм. Удобными параметрами, характеризующими диапазон спектральной чувствительности фотоприемника, являются длинноволновая и коротковолновая границы чувствительности. Как следует из фиг. 2 коротковолновая граница для разных фотодиодов практически оставалась постоянной, а длинноволновая обнаруживала существенную дозовую зависимость.
На фиг. 3 приведена дозовая зависимость длинноволновой границы по 50% уровню (λ0,5). При увеличении дозы от 200 до 2000 мкКл/см2 граница чувствительности смещалась от 0,36 до 0,45 мкм. В указанном диапазоне доз смещение длинноволновой границы, выраженное в мкм, подчинялось зависимости:
Где Q0=6750 мкКл/см2.
Таким образом, предлагаемый фотоприемник позволяет решить поставленную задачу.
Техническим результатом является возможность задания длинноволновой границы чувствительности фотоприемника.
Claims (1)
- Дифференциальный фотоприемник на основе кремния, состоящий из двух фотодиодов, один из которых содержит ионно-легированный слой мышьяка, отличающийся тем, что длинноволновая граница чувствительности, выраженная в мкм, по уровню λ0,5 при изменении дозы легирования Q от 200 до 2000 мкКл/см2 определяется зависимостью:λ0,5=0,35·exp(Q/Q0),где Q0=6750 мкКл/см2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016108099/28U RU166199U1 (ru) | 2016-03-04 | 2016-03-04 | Кремниевый фотоприемник с задаваемой спектральной характеристикой |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016108099/28U RU166199U1 (ru) | 2016-03-04 | 2016-03-04 | Кремниевый фотоприемник с задаваемой спектральной характеристикой |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU166199U1 true RU166199U1 (ru) | 2016-11-20 |
Family
ID=57792720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016108099/28U RU166199U1 (ru) | 2016-03-04 | 2016-03-04 | Кремниевый фотоприемник с задаваемой спектральной характеристикой |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU166199U1 (ru) |
-
2016
- 2016-03-04 RU RU2016108099/28U patent/RU166199U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10484855B2 (en) | Process module for increasing the response of backside illuminated photosensitive imagers and associated methods | |
| US10163974B2 (en) | Method of forming absorption enhancement structure for image sensor | |
| CN105185800B (zh) | 互补金属氧化物半导体图像传感器及其制造方法 | |
| US20240339479A1 (en) | Photosensitive imaging devices and associated methods | |
| US12107104B2 (en) | Backside refraction layer for backside illuminated image sensor and methods of forming the same | |
| TW201138082A (en) | Back side defect reduction for back side illuminated image sensor | |
| CN204946902U (zh) | 互补金属氧化物半导体图像传感器 | |
| RU2541416C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО p-i-n ФОТОДИОДА | |
| RU166199U1 (ru) | Кремниевый фотоприемник с задаваемой спектральной характеристикой | |
| US9252296B2 (en) | Semiconductor device with compressive layers | |
| KR101420503B1 (ko) | 이미지 센서에서 암전류를 줄이기 위한 장치 및 방법 | |
| RU156627U1 (ru) | Кремниевый дифференциальный фотоприемник | |
| JP2020507927A (ja) | 半導体構造およびその製造 | |
| CN104078472B (zh) | Cmos图像传感器及其制造方法 | |
| TWI748730B (zh) | 半導體結構與圖像感測器及其形成方法 | |
| KR20220028199A (ko) | Uv-ir 영역에 대한 수광성능이 개선된 수광소자의 구조 및 그 제조방법 | |
| CN106992194B (zh) | 一种提高光利用率的图像传感器及其制造方法 | |
| KR20120046636A (ko) | 포토 다이오드, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 포토 센서 | |
| TWI244202B (en) | Semiconductor light receiving device and manufacturing method for the same | |
| US20230033270A1 (en) | Image sensor with diffusion barrier structure | |
| RU2309485C2 (ru) | Односекционная фотоячейка с разделением цветов | |
| CN106653788A (zh) | 背照式图像传感器及提高背照式图像传感器灵敏度的方法 | |
| Gimpel et al. | Experimental implementation of a silicon wafer tandem solar cell | |
| KR20200056629A (ko) | 감응도가 향상된 다결정실리콘층을 포함하는 광검출기 및 이의 제조방법 | |
| JPH0330479A (ja) | 赤外線検知装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170305 |