RU2532594C1 - СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО p-i-n ФОТОДИОДА - Google Patents
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО p-i-n ФОТОДИОДА Download PDFInfo
- Publication number
- RU2532594C1 RU2532594C1 RU2013139823/28A RU2013139823A RU2532594C1 RU 2532594 C1 RU2532594 C1 RU 2532594C1 RU 2013139823/28 A RU2013139823/28 A RU 2013139823/28A RU 2013139823 A RU2013139823 A RU 2013139823A RU 2532594 C1 RU2532594 C1 RU 2532594C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diffusion
- type conductivity
- ohmic contacts
- phosphorus
- layer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых p-i-n-фотодиодов (ФД), чувствительных к излучению с длинами волн 0,9-1,06 мкм. Способ изготовления кремниевого фотодиода согласно изобретению включает операции термического окисления, диффузии фосфора для формирования областей n+-типа проводимости, диффузии фосфора для геттерирования загрязняющих примесей, диффузии бора для формирования областей p+-типа проводимости, создания двухслойных омических контактов к фоточувствительной области, области охранного кольца и контактному слою p+-типа проводимости путем нанесения пленки золота с подслоем титана или хрома. При этом после выполнения термодиффузионных операций перед созданием омических контактов проводят дополнительный отжиг пластин с p-i-n структурами при температуре ~400°C в атмосфере азота или водорода в течение двух часов. Изобретение обеспечивает снижение уровня темнового тока (не менее чем на порядок) и увеличение процента выхода годных приборов. 5 ил.
Description
Заявляемое изобретение относится к технологии изготовления кремниевых p-i-n-фотодиодов (ФД), чувствительных к излучению с длинами волн 0,9-1,06 мкм. Они предназначены для использования в различной электронно-оптической аппаратуре, в которой требуется регистрация коротких импульсов лазерного излучения (10-40 нс).
Одним из основных параметров таких ФД является величина темнового тока при рабочем напряжении, определяющая уровень шума ФД и, следовательно, его пороговую чувствительность.
Известно авторское свидетельство [№680538 с приоритетом от 19.02.1976 г., Климанов Е.А., Кулыманов А.В., Лисейкин В.П. «Способ изготовления р-i-n фотодиода»], в котором описан способ изготовления ФД, в котором для снижения темновых токов используется геттерирование электрически активных дефектов с помощью диффузионного n+-слоя, создаваемого на пассивных поверхностях пластины.
Известен патент США [US 4127932 с приоритетом от 06.08.1976 г., A.R. Hartman, Н. Melhior, D.P. Schinke, R.G. Smith, «Method of fabricating silicon photodiodes»], в котором для снижения темновых токов также используется геттерирование диффузионным слоем дефектов в объеме образцов и отжиг структур с изготовленной контактной системой в форминг-газе при 300°С для снижения плотности поверхностных состояний.
Известен кремниевый p-i-n-фотодиод большой площади [патент на полезную модель РФ №56069 U1, ФГУП «НПО «Орион»], чувствительный на длинах волн 1,06 мкм и 0,9 мкм, способ изготовления которого принят в качестве ближайшего аналога. В подложке из монокристаллического кремния р-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 диффузией бора сформирован слой р+-типа проводимости. Создание двухслойных омических контактов к фоточувствительной области, области охранного кольца и контактному слою p+-типа проводимости осуществляется путем нанесения пленки золота с подслоем титана.
Недостатком указанных методов изготовления ФД является недостаточно полное удаление электрически активных центров из объема кремния, так как процесс геттерирования диффузионным слоем эффективно удаляет примеси с высокими коэффициентами диффузии (атомы переходных металлов), но недостаточно полно примеси металлов с низкими значениями коэффициентов диффузии (например, титан, ванадий), что приводит к повышенным значениям темнового тока.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение уровня темнового тока (не менее чем на порядок) и увеличение процента выхода годных приборов.
Поставленная цель достигается тем, что для дополнительного снижения концентрации электрически активных центров с низкими значениями коэффициентов диффузии используется процесс их диффузии к стокам в объеме образца при дополнительном отжиге пластин после проведения термодиффузионных операций перед созданием омических контактов в атмосфере азота или водорода при температуре 400°C в течение двух часов. В этом случае внутренние стоки, образующиеся в объеме образцов при их охлаждении до комнатной температуры после последней высокотемпературной операции, дополнительно вытягивают на себя примеси из объема образца, переводя их в электрически неактивное состояние. Благодаря этому снижается концентрация генерационных центров, что приводит к снижению темнового тока ФД.
Технический результат обеспечивается тем, что после проведения следующих высокотемпературных термодиффузионных процессов для создания структуры ФД:
- термического окисления,
- диффузии фосфора для создания областей n+-типа проводимости (фоточувствительных площадок и охранного кольца),
- диффузии фосфора в тыльную поверхность пластины для геттерирования загрязняющих примесей,
- диффузии бора в тыльную поверхность пластины после стравливания геттерирующего n+-слоя для создания слоя р+-типа проводимости проводится отжиг пластин со сформированными p-i-n структурами при температуре ~400°С в атмосфере азота или водорода в течение 2-х часов.
Сущность изобретения поясняется схемой (фиг.1-5), на которой представлены последовательности термодиффузионных процессов, используемые при изготовлении аналога и предлагаемого изобретения:
фиг.1. Окисление;
фиг.2. Формирование n+-р переходов;
фиг.3. Геттерирование;
фиг.4. Формирование р+-области;
фиг.5. Отжиг.
Claims (1)
- Способ изготовления кремниевого фотодиода, включающий операции термического окисления, диффузии фосфора для формирования областей n+-типа проводимости, диффузии фосфора для геттерирования загрязняющих примесей, диффузии бора для формирования областей p+-типа проводимости, создания двухслойных омических контактов к фоточувствительной области, области охранного кольца и контактному слою p+-типа проводимости путем нанесения пленки золота с подслоем титана или хрома, отличающийся тем, что после выполнения термодиффузионных операций перед созданием омических контактов проводят дополнительный отжиг пластин с p-i-n структурами при температуре ~400°C в атмосфере азота или водорода в течение двух часов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013139823/28A RU2532594C1 (ru) | 2013-08-27 | 2013-08-27 | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО p-i-n ФОТОДИОДА |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013139823/28A RU2532594C1 (ru) | 2013-08-27 | 2013-08-27 | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО p-i-n ФОТОДИОДА |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2532594C1 true RU2532594C1 (ru) | 2014-11-10 |
Family
ID=53382423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013139823/28A RU2532594C1 (ru) | 2013-08-27 | 2013-08-27 | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО p-i-n ФОТОДИОДА |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2532594C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2654992C1 (ru) * | 2017-08-04 | 2018-05-23 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ изготовления кремниевого фотодиода |
RU2689972C1 (ru) * | 2018-09-26 | 2019-05-29 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ изготовления кремниевого фотодиода |
RU2790272C1 (ru) * | 2022-08-03 | 2023-02-15 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ формирования омических контактов к кремнию на основе двухслойной системы металлизации Ti/Au |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4127932A (en) * | 1976-08-06 | 1978-12-05 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method of fabricating silicon photodiodes |
EP0725447A1 (en) * | 1995-02-02 | 1996-08-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Pin type light-receiving device, opto-electronic conversion circuit, opto-electronic conversion module, and fabrication processes thereof |
RU56069U1 (ru) * | 2005-11-21 | 2006-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НПО "ОРИОН" (ФГУП "НПО "ОРИОН") | Кремниевый pin-фотодиод большой площади |
RU126195U1 (ru) * | 2012-10-02 | 2013-03-20 | Открытое акционерное общество "Московский завод "САПФИР" | Многоплощадочный планарный кремниевый pin-фотодиод |
-
2013
- 2013-08-27 RU RU2013139823/28A patent/RU2532594C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4127932A (en) * | 1976-08-06 | 1978-12-05 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method of fabricating silicon photodiodes |
EP0725447A1 (en) * | 1995-02-02 | 1996-08-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Pin type light-receiving device, opto-electronic conversion circuit, opto-electronic conversion module, and fabrication processes thereof |
RU56069U1 (ru) * | 2005-11-21 | 2006-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НПО "ОРИОН" (ФГУП "НПО "ОРИОН") | Кремниевый pin-фотодиод большой площади |
RU126195U1 (ru) * | 2012-10-02 | 2013-03-20 | Открытое акционерное общество "Московский завод "САПФИР" | Многоплощадочный планарный кремниевый pin-фотодиод |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2654992C1 (ru) * | 2017-08-04 | 2018-05-23 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ изготовления кремниевого фотодиода |
RU2689972C1 (ru) * | 2018-09-26 | 2019-05-29 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ изготовления кремниевого фотодиода |
RU2790272C1 (ru) * | 2022-08-03 | 2023-02-15 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ формирования омических контактов к кремнию на основе двухслойной системы металлизации Ti/Au |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Huang et al. | Black silicon photodetector with excellent comprehensive properties by rapid thermal annealing and hydrogenated surface passivation | |
US10374109B2 (en) | Silicon-based visible and near-infrared optoelectric devices | |
CN106601857B (zh) | 基于掺硼硅量子点/石墨烯/二氧化硅的光电导探测器及制备方法 | |
CN106784122B (zh) | 基于石墨烯/掺硼硅量子点/硅的光电探测器及制备方法 | |
Su et al. | High responsivity MSM black silicon photodetector | |
CN104157720B (zh) | 一种混合结构的石墨烯硅基雪崩光电探测器及制备方法 | |
RU2541416C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО p-i-n ФОТОДИОДА | |
CN103199100B (zh) | 一种单芯片集成用硅基复合增强型光电探测器的制作方法 | |
CN104300027A (zh) | 基于石墨烯/二氧化硅/硅的雪崩光电探测器及制备方法 | |
TWI538244B (zh) | Method for manufacturing solar cells | |
RU2537087C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО p-i-n ФОТОДИОДА | |
Chen et al. | Enhanced photoresponsivity in carbon quantum dots-coupled graphene/silicon Schottky-junction photodetector | |
Lee et al. | Single Si submicron wire photodetector fabricated by simple wet etching process | |
RU2532594C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО p-i-n ФОТОДИОДА | |
US20170186895A1 (en) | Avalanche photodiode using silicon nanowire and silicon nanowire photomultiplier using the same | |
CN103762265A (zh) | 基于标准cmos工艺的新型光互连结构及其制备方法 | |
CN104659152A (zh) | 一种基于扭转双层石墨烯的光电探测器及其制备方法 | |
Lee et al. | Random nanohole arrays and its application to crystalline Si thin foils produced by proton induced exfoliation for solar cells | |
Zhang et al. | Facilely Achieved Self‐Biased Black Silicon Heterojunction Photodiode with Broadband Quantum Efficiency Approaching 100% | |
TWI495134B (zh) | Method for manufacturing photodiode and photodiode | |
RU2689972C1 (ru) | Способ изготовления кремниевого фотодиода | |
Xu | Fabrication and characterization of photodiodes for silicon nanowire applications and backside illumination | |
JP5720557B2 (ja) | 半導体基板の評価方法および半導体基板の製造方法 | |
JP2008251881A (ja) | 受光素子およびその製造方法 | |
RU2716036C1 (ru) | Способ изготовления многоплощадочного кремниевого pin-фоточувствительного элемента с низким уровнем темновых токов |