RU184980U1 - Кремниевый p-i-n-фоточувствительный элемент с повышенным уровнем чувствительности к длине волны 1,06 мкм - Google Patents
Кремниевый p-i-n-фоточувствительный элемент с повышенным уровнем чувствительности к длине волны 1,06 мкм Download PDFInfo
- Publication number
- RU184980U1 RU184980U1 RU2018131194U RU2018131194U RU184980U1 RU 184980 U1 RU184980 U1 RU 184980U1 RU 2018131194 U RU2018131194 U RU 2018131194U RU 2018131194 U RU2018131194 U RU 2018131194U RU 184980 U1 RU184980 U1 RU 184980U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- layer
- wavelength
- region
- photosensitive
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области полупроводниковых приборов, чувствительных к излучению с длиной волны λ=1,06 мкм и может быть использована в различной электронно-оптической аппаратуре, в которой требуется регистрация коротких импульсов лазерного излучения (10-40 нс). Кремниевый p-i-n-фоточувствительный элемент содержит подложку, фоточувствительную область и область охранного кольца, выполненные в подложке со стороны воздействия излучения, контактный слой, выполненный на другой стороне подложки, двухслойные контакты из слоя золота и подслоя хрома к фоточувствительной области и области охранного кольца, изолирующую пленку и просветляющее покрытие, состоящее из двуокиси кремния толщиной 0,52 мкм и 0,18 мкм, соответственно, и отражающую контактную систему, расположенную на контактном слое, состоящую только из пленки золота (без подслоя хрома). Полезная модель обеспечивает повышение уровня монохроматической импульсной чувствительности к длине волны 1,06 мкм. 1 табл., 1 ил., 1 пр.
Description
Полезная модель относится к области полупроводниковых приборов, чувствительных к излучению с длиной волны λ=1,06 мкм. Они предназначены для использования в различной электронно-оптической аппаратуре, в которой требуется регистрация коротких импульсов лазерного излучения (10-40 нс). К такой аппаратуре относятся лазерные дальномеры, системы наведения по лучу, обнаружители лазерного излучения, системы защиты от лазерного оружия, высокоточное оружие и другие системы [А.М. Филачев, И.И. Таубкин, М.А. Тришенков. Твердотельная фотоэлектроника. Физические основы. М.: Физматкнига, 2007 г., 384 с.]. К таким приборам предъявляются высокие требования по величине токовой монохроматической чувствительности.
Известен кремниевый p-i-n-фотодиод [РФ №82381 U1, ОАО «Московский завод «Сапфир»], чувствительный к излучению в диапазоне длин волн 0,4-1,2 мкм и содержащий подложку p-типа проводимости, в которой со стороны воздействия сформированы фоточувствительная область n+-типа рабочего p-n-перехода и область охранного кольца, а на другой стороне подложки сформирована область p+-типа омического контакта.
Известен p-i-n-фотодиод [В.П. Астахов и др. Результаты замены радиационно-сплавной технологии изготовления фотодиодов из InSb на планарную имплантацию. Физика твердого тела. Вестник Нижегородского университета им. Н.И, Лобачевского, 2009 г., №5. С. 48-54], в котором двухслойные металлические контакты к фоточувствительной области и области охранного кольца состоят из слоя золота (Au) толщиной 800 нм и подслоя хрома (Cr) толщиной 80 нм.
Известен кремниевый p-i-n-фотодиод большой площади [РФ 108883, ФГУП «НПО «Орион»], чувствительный на длинах волн 1,06 мкм и 0,9 мкм и принятый в качестве прототипа. В подложке из монокристаллического кремния p-типа проводимости с помощью диффузии фосфора через пленку двуокиси кремния (SiO2) сформированы области n+-типа проводимости: фоточувствительная область и область охранного кольца. На другой стороне подложки сформирован контактный слой p+-типа проводимости. Со стороны фотодиода, на которое воздействует излучение, расположена пленка двуокиси кремния (SiO2), выполняющая функцию изолирующего и просветляющего покрытия. Двухслойные металлические контакты к фоточувствительной области и области охранного кольца состоят из пленки золота и пленки хрома толщиной 5-6 нм. Отражающая контактная система расположена на контактном слое. Недостатком этого прибора является низкий уровень монохроматической импульсной чувствительности к длине волны 1,06 мкм, связанной с поглощением излучения в пленке хрома [Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич. Справочник по элементарной физике. М.: стр. 158, 172, 174].
Задачей полезной модели является повышение уровня монохроматической импульсной чувствительности к длине волны 1,06 мкм.
Технический результат достигается тем, что кремниевый p-i-n-фоточувствительный элемент содержит подложку, фоточувствительную область и область охранного кольца, выполненные в подложке со стороны воздействия излучения, контактный слой, выполненный на другой стороне подложки, двухслойные контакты из слоя золота и подслоя хрома к фоточувствительной области и области охранного кольца, изолирующую пленку и просветляющее покрытие, состоящее из двуокиси кремния толщиной 0,52 мкм и 0,18 мкм, соответственно, отражающую контактную систему, расположенную на контактном слое, состоящую только из пленки золота (без подслоя хрома).
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема кремниевого p-i-n-фоточувствительного элемента, где 1 - фоточувствительная область n+-типа проводимости; 2 - область охранного кольца n+-типа проводимости; 3 - изолирующая пленка двуокиси кремния (SiO2); 4 - просветляющая пленка двуокиси кремния (SiO2); 5 - подложка p-типа проводимости; 6 - контактный слой p+-типа проводимости; 7 - двухслойные контакты из слоя золота (Au) с подслоем хрома (Cr); 8 - однослойный контакт из слоя золота (Au).
Кремниевый p-i-n-фоточувствительный элемент состоит из подложки 5 p-типа проводимости, в которой со стороны воздействия излучения сформированы фоточувствительная область 1 и область охранного кольца 2 n+-типа проводимости. На другой стороне подложки 5 сформирован контактный слой p+-типа проводимости 6. Со стороны фотодиода, на которое воздействует излучение, расположена пленка двуокиси кремния, выполняющая функции изолирующего покрытия 3 и просветляющего покрытия 4. Двухслойные металлические контакты к фоточувствительной области 1 и области охранного кольца 2 состоят из пленки золота и пленки хрома 7. Отражающая контактная система 8 состоит из пленки золота.
Увеличение уровня чувствительности фоточувствительного элемента обеспечивается снижением потерь из-за поглощения излучения на отражающей системе, которое достигается за счет исключения пленки хрома.
Пример. В соответствии с заявляемой моделью был спроектирован кремниевый p-i-n-фоточувствительный элемент, разработана технология вплавного контакта методом быстрого термического отжига (БТО), изготовлена партия p-i-n-фоточувствительных элементов.
На изготовленных фоточувствительных элементах измерялась монохроматическая чувствительность к постоянному (S0) и импульсному излучению (Sимп).
В таблице приведены сравнительные типовые значения параметров фоточувствительных элементов с различной отражающей контактной системой пленок: двухпленочная - золото-хром; однопленочная - золото.
Из приведенных результатов следует, что однослойная отражающая система приводит к повышению уровня монохроматической чувствительности к длине волны 1,06 мкм.
Claims (1)
- Кремниевый p-i-n-фоточувствительный элемент с повышенным уровнем чувствительности к длине волны 1,06 мкм, содержащий подложку, фоточувствительную область и область охранного кольца, выполненные в подложке со стороны воздействия излучения, контактный слой, выполненный на другой стороне подложки, двухслойные контакты из слоя золота и подслоя хрома к фоточувствительной области и области охранного кольца, изолирующую пленку и просветляющее покрытие, состоящее из двуокиси кремния толщиной 0,52 мкм и 0,18 мкм, соответственно, отражающую контактную систему, расположенную на контактном слое, отличающийся тем, что отражающая контактная система состоит из пленки золота.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018131194U RU184980U1 (ru) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | Кремниевый p-i-n-фоточувствительный элемент с повышенным уровнем чувствительности к длине волны 1,06 мкм |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018131194U RU184980U1 (ru) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | Кремниевый p-i-n-фоточувствительный элемент с повышенным уровнем чувствительности к длине волны 1,06 мкм |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU184980U1 true RU184980U1 (ru) | 2018-11-15 |
Family
ID=64325224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018131194U RU184980U1 (ru) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | Кремниевый p-i-n-фоточувствительный элемент с повышенным уровнем чувствительности к длине волны 1,06 мкм |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU184980U1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02241066A (ja) * | 1989-03-15 | 1990-09-25 | Yokogawa Electric Corp | 半導体光検出素子 |
| RU56069U1 (ru) * | 2005-11-21 | 2006-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НПО "ОРИОН" (ФГУП "НПО "ОРИОН") | Кремниевый pin-фотодиод большой площади |
| RU108883U1 (ru) * | 2011-05-04 | 2011-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НПО "ОРИОН" | Кремниевый pin-фотодиод |
| RU126195U1 (ru) * | 2012-10-02 | 2013-03-20 | Открытое акционерное общество "Московский завод "САПФИР" | Многоплощадочный планарный кремниевый pin-фотодиод |
| RU2548609C1 (ru) * | 2013-12-06 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество "Швабе-Фотосистемы" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ pin-ФОТОДИОДОВ С ОХРАННЫМ КОЛЬЦОМ НА ВЫСОКООМНОМ р-КРЕМНИИ |
| RU158474U1 (ru) * | 2014-12-17 | 2016-01-10 | Открытое акционерное общество "Швабе-Фотосистемы" | Планарный многоплощадочный кремниевый фотодиод |
-
2018
- 2018-08-29 RU RU2018131194U patent/RU184980U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02241066A (ja) * | 1989-03-15 | 1990-09-25 | Yokogawa Electric Corp | 半導体光検出素子 |
| RU56069U1 (ru) * | 2005-11-21 | 2006-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НПО "ОРИОН" (ФГУП "НПО "ОРИОН") | Кремниевый pin-фотодиод большой площади |
| RU108883U1 (ru) * | 2011-05-04 | 2011-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НПО "ОРИОН" | Кремниевый pin-фотодиод |
| RU126195U1 (ru) * | 2012-10-02 | 2013-03-20 | Открытое акционерное общество "Московский завод "САПФИР" | Многоплощадочный планарный кремниевый pin-фотодиод |
| RU2548609C1 (ru) * | 2013-12-06 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество "Швабе-Фотосистемы" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ pin-ФОТОДИОДОВ С ОХРАННЫМ КОЛЬЦОМ НА ВЫСОКООМНОМ р-КРЕМНИИ |
| RU158474U1 (ru) * | 2014-12-17 | 2016-01-10 | Открытое акционерное общество "Швабе-Фотосистемы" | Планарный многоплощадочный кремниевый фотодиод |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU108883U1 (ru) | Кремниевый pin-фотодиод | |
| US10209125B2 (en) | Monolithic integration of ultraviolet and infrared radiation detectors and manufacturing process thereof | |
| Brown et al. | Silicon carbide UV photodiodes | |
| Zappa et al. | Principles and features of single-photon avalanche diode arrays | |
| US10217889B2 (en) | Clamped avalanche photodiode | |
| US8399909B2 (en) | Tetra-lateral position sensing detector | |
| Aberle et al. | Limiting loss mechanisms in 23% efficient silicon solar cells | |
| Aull et al. | A Study of Crosstalk in a $256\times 256$ Photon Counting Imager Based on Silicon Geiger-Mode Avalanche Photodiodes | |
| US8878114B2 (en) | Apparatus and methods for locating source of and analyzing electromagnetic radiation | |
| Tosi et al. | InGaAs/InP single-photon avalanche diode with reduced afterpulsing and sharp timing response with 30 ps tail | |
| US7709921B2 (en) | Photodiode and photodiode array with improved performance characteristics | |
| CN111128992B (zh) | 一种抗辐照近红外焦平面探测器及制作方法 | |
| US6656373B1 (en) | Apodized micro-lenses for Hartmann wavefront sensing and method for fabricating desired profiles | |
| US9103914B2 (en) | Optical angle of arrival sensors and methods for determining an angle of arrival of incident light | |
| RU184980U1 (ru) | Кремниевый p-i-n-фоточувствительный элемент с повышенным уровнем чувствительности к длине волны 1,06 мкм | |
| CN108400197A (zh) | 具有球冠结构的4H-SiC紫外光电探测器及制备方法 | |
| JPWO2018021126A1 (ja) | 受光素子及び近赤外光検出器 | |
| RU178061U1 (ru) | Кремниевый pin-фотодиод с повышенным уровнем чувствительности к длине волны 1,06 мкм | |
| RU174468U1 (ru) | Многоплощадочный кремниевый pin-фоточувствительный элемент | |
| CN105070822B (zh) | 利用cmos制造技术形成热电堆传感器 | |
| RU181785U1 (ru) | Многоплощадочный кремниевый pin-фотодиод | |
| CN100516794C (zh) | 半球形和球形双光子响应半导体光电探测器 | |
| RU2654961C1 (ru) | Способ изготовления многоплощадочного быстродействующего кремниевого pin-фоточувствительного элемента | |
| Khan et al. | Microfabricated single-lens Shack-Hartmann light angle sensor | |
| CN113506836A (zh) | 一种近红外响应增强型硅雪崩探测器模块及其制造方法 |