RU82381U1 - КРЕМНИЕВЫЙ pin-ФОТОДИОД - Google Patents
КРЕМНИЕВЫЙ pin-ФОТОДИОД Download PDFInfo
- Publication number
- RU82381U1 RU82381U1 RU2009104428/22U RU2009104428U RU82381U1 RU 82381 U1 RU82381 U1 RU 82381U1 RU 2009104428/22 U RU2009104428/22 U RU 2009104428/22U RU 2009104428 U RU2009104428 U RU 2009104428U RU 82381 U1 RU82381 U1 RU 82381U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pin photodiode
- crystals
- type
- silicon pin
- substrate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Кремниевый pin-фотодиод, состоящий из подложки р-типа проводимости, в которой сформированы на одной стороне области n+-типа рабочего р-n-перехода и охранного кольца, а на обратной стороне - область р+-типа омического контакта, отличающийся тем, что подложка выполнена из материала с временем жизни электронов не менее 600 мкс.
Description
Заявляемый кремниевый pin-фотодиод относится к полупроводниковым приборам, изготавливаемым по диффузионной технологии, чувствительным к излучению в диапазоне длин волн 0,4-1,2 мкм и применяемых, как правило, в системах управления лазерным лучом с длиной волны 0,9 мкм при низких напряжениях смещения (9-12 В) в условиях различных фоновых засветок, в том числе высоких, во всем диапазоне спектральной чувствительности прибора.
Известен кремниевый pin-фотодиод большой площади, содержащий подложку р-типа проводимости, на которой сформирован фоточувствительный элемент, для изготовления которого используются пластины толщиной ~400 мкм с удельным сопротивлением 10-14 кOм·см_(см. патент РФ на полезную модель №56069, МПК Н01L 31/00, опубл. 2006.08.27). Недостатком этого прибора является низкий уровень параметров при низком напряжении смещения (9-12 В) при высоких фазовых засветках.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели и принятым за прототип является кремниевый pin-фотодиод ФД 344-01 (см. КД ЖИАЮ 75.7641.018, ОАО «Московский завод «Сапфир»). Этот фотодиод сформирован на пластинах р-типа проводимости толщиной не более 0,27 мм с удельным сопротивлением 8-14 кOм·см и временем жизни электронов в исходном кристалле не менее 300 мкс. Приборы на основе такого материала обеспечивают заданные значения основных фотоэлектрических параметров, в том числе чувствительности при смещении 9 В в условиях высокой фоновой засветки в нормальных условиях и при температуре +85 С, однако выход годных кристаллов по этим параметрам не превышает 70%.
Заявляемая полезная модель решает задачу увеличения до 100% выхода годных кристаллов по чувствительности на длине волны 0,9 мкм в условиях высокой фоновой засветки и низком (9 В) напряжении смещения, а также повышения уровня чувствительности в условиях отсутствия фоновой засветки и снижения вдвое уровня темнового тока.
Для решения поставленной задачи при изготовлении кремниевых pin-фотодиодов по диффузионной технологии с применением высокотемпературных (950-1150 С) процессов используют пластины кремния с временем жизни электронов в исходном кристалле не ниже 600 мкс.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема фотодиода.
Предложенный кремниевый pin-фотодиод состоит из подложки 1 р-типа проводимости, в которой на одной стороне сформированы области n+- типа рабочего р-n перехода 2 и охранного кольца 3, а на обратной стороне - область р+-типа омического контакта 4. При этом подложка 1 выполнена из материала с временем жизни электронов не менее 600 мкс.
В соответствии с заявляемой полезной моделью были изготовлены 2 партии pin-фотодиодов. Партия №1 изготавливалась на пластинах, отобранных по значению времени жизни (τ) в пределах 300-360 мкс. Партия №2 отобрана по значению τ в пределах 600-700 мкс. Остальные параметры пластин и материала были одинаковыми: толщина пластин ~ 270 мкм, удельное сопротивление 8-14 кOм·см. Пластины обеих партий проходили все процессы изготовления одновременно в одних и тех же реакторах диффузионных печей и вакуумных установках.
Характерными элементами топологии для обеих партий являются рабочий n+-р переход диаметром 14 мм и окружающий его n+-р переход охранного кольца, разделенные зазором 200 мкм.
Основными процессами изготовления являлись термическое окисление при температуре 1150 С в потоке кислорода (сухой-влажный-сухой), диффузия фосфора (загонка при температуре 950 С и разгонка при температуре 1050 С) в окна в окисле для формирования n+-областей, геттерирование загонкой фосфора в обратную сторону подложки при температуре 970 С, загонка бора при температуре 970 С для формирования омического контакта (p+-области) на обратной стороне подложки. Металлизация осуществлялась слоем золота с подслоем хрома, нанесенными методом термического распыления. Топология структур в процессе изготовления обеспечивалась методом контактной фотолитографии. Кристаллы вырезались из пластин с помощью дисковой резки. Было изготовлено и измерено по 200 кристаллов из каждой партии пластин. Измерения параметров производились на кристаллах с помощью прижимных зондов.
Измерялись следующие параметры: чувствительность на длине волны 0,9 мкм в нормальных условиях без и с фоновой засветкой (Siλ, Siλ ф), при температуре +85 С без и с фоновой зacвeткoй (Siλ +, Siλ +ф), а также темновой ток в нормальных условиях.
Средние значения измеренных параметров для годных кристаллов обеих партий представлены в таблице вместе с данными по емкости и выходу годных кристаллов. Значения параметров Siλ и Siλ + измерялись при напряжении смещения 12 В, а параметров Siλ + и Siλ +ф - при 9 В. 30% забракованных кристаллов из партии №1 обусловлены значениями Siλ + и Siλ +ф меньше заданной величины 0,23 А/Вт.
№партии исходных | Выход годных | Диапазон значений | Siλ, | Siλ ф | Siλ +, | Siλ +ф | IT, |
пластин | кристаллов, % | емкости, пФ | А/Вт | А/Вт | А/Вт | А/Вт | мкА |
№1 (τ=300-360 мкс) | 70 | 52-64 | 0,45 | 0,33 | 0,46 | 0,32 | 0,62 |
№2 (τ=600-700 мкс) | 100 | 65-72 | 0,51 | 0,39 | 0,475 | 0,368 | 0,31 |
Из данных таблицы следует, что для партии пластин №2 с большим значением τ в исходном материале характерен существенно больший выход годных кристаллов (100%) и более высокий уровень всех параметров, соответствующий приборам более высокого класса.
Полученные результаты в соответствии с данными по емкости объясняются тем, что в исходных кристаллах с меньшим значением τ при термообработках, сопутствующих изготовлению pin-фотодиодов, происходит более заметная компенсация и увеличение исходного удельного сопротивления (емкости меньше), чем в кристаллах с большими значениями τ (емкости больше). В результате при измерении чувствительности, особенно при больших фоновых засветках, когда часть области пространственного заряда (ОПЗ) n+-p перехода экранируется свободными носителями заряда, в приборах на основе этого материала более заметная доля приложенного электрического смещения теряется на области базы и меньшее смещение приходится на n+-p переход. В результате уменьшается напряженность электрического поля в ОПЗ, вследствие чего уменьшается ток через n+-р переход, определяющий чувствительность.
В целом представленные результаты свидетельствуют о том, что исходные высокоомные кристаллы кремния р-типа проводимости предрасположены к компенсации и увеличению удельного сопротивления при термообработках, при этом степень компенсации тем больше, чем меньше в исходных кристаллах время жизни неосновных носителей заряда - электронов. Очевидно, что при термообработках «глубокие» центры, определяющие величину τ, частично перестраиваются в другие центры, компенсирующие проводимость р-типа. В том случае, когда «глубоких» центров больше (меньше τ), формируется также большее количество компенсирующих центров.
Из приведенных в таблице данных также видно, что для подложек из материала с временем жизни электронов не менее 600 мкс повышается уровень чувствительности в условиях отсутствия фоновой засветки и снижается вдвое уровень темнового тока.
Claims (1)
- Кремниевый pin-фотодиод, состоящий из подложки р-типа проводимости, в которой сформированы на одной стороне области n+-типа рабочего р-n-перехода и охранного кольца, а на обратной стороне - область р+-типа омического контакта, отличающийся тем, что подложка выполнена из материала с временем жизни электронов не менее 600 мкс.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009104428/22U RU82381U1 (ru) | 2009-02-11 | 2009-02-11 | КРЕМНИЕВЫЙ pin-ФОТОДИОД |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009104428/22U RU82381U1 (ru) | 2009-02-11 | 2009-02-11 | КРЕМНИЕВЫЙ pin-ФОТОДИОД |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU82381U1 true RU82381U1 (ru) | 2009-04-20 |
Family
ID=41018358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009104428/22U RU82381U1 (ru) | 2009-02-11 | 2009-02-11 | КРЕМНИЕВЫЙ pin-ФОТОДИОД |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU82381U1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2537087C1 (ru) * | 2013-09-10 | 2014-12-27 | Открытое акционерное общество "НПО "Орион" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО p-i-n ФОТОДИОДА |
RU2541416C1 (ru) * | 2014-02-04 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "НПО "Орион" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО p-i-n ФОТОДИОДА |
RU2548609C1 (ru) * | 2013-12-06 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество "Швабе-Фотосистемы" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ pin-ФОТОДИОДОВ С ОХРАННЫМ КОЛЬЦОМ НА ВЫСОКООМНОМ р-КРЕМНИИ |
USD761501S1 (en) * | 2013-09-27 | 2016-07-12 | Whirlpool Corporation | Container for clothes washing machine |
-
2009
- 2009-02-11 RU RU2009104428/22U patent/RU82381U1/ru active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2537087C1 (ru) * | 2013-09-10 | 2014-12-27 | Открытое акционерное общество "НПО "Орион" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО p-i-n ФОТОДИОДА |
USD761501S1 (en) * | 2013-09-27 | 2016-07-12 | Whirlpool Corporation | Container for clothes washing machine |
USD878690S1 (en) | 2013-09-27 | 2020-03-17 | Whirlpool Corporation | Container for a clothes washing machine |
RU2548609C1 (ru) * | 2013-12-06 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество "Швабе-Фотосистемы" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ pin-ФОТОДИОДОВ С ОХРАННЫМ КОЛЬЦОМ НА ВЫСОКООМНОМ р-КРЕМНИИ |
RU2541416C1 (ru) * | 2014-02-04 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "НПО "Орион" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО p-i-n ФОТОДИОДА |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9236519B2 (en) | Geiger-mode avalanche photodiode with high signal-to-noise ratio, and corresponding manufacturing process | |
US10347670B2 (en) | Photodetection element | |
US9209336B2 (en) | Array of mutually isolated, geiger-mode, avalanche photodiodes and manufacturing method thereof | |
JP5523317B2 (ja) | アバランシェフォトダイオード及びアバランシェ照射検出器 | |
CN108281506B (zh) | 硅漂移探测器 | |
US8471293B2 (en) | Array of mutually insulated Geiger-mode avalanche photodiodes, and corresponding manufacturing process | |
US9214588B2 (en) | Wavelength sensitive sensor photodiodes | |
CN102024863B (zh) | 高速增强型紫外硅选择性雪崩光电二极管及其制作方法 | |
CN209804690U (zh) | 半导体紫外光光电检测器和紫外辐射检测系统 | |
RU82381U1 (ru) | КРЕМНИЕВЫЙ pin-ФОТОДИОД | |
CN109686812B (zh) | 基于隧穿氧化层的键合硅pin辐射响应探测器及制备方法 | |
CN110246903B (zh) | 低噪声宽光谱响应的单光子雪崩光电二极管及其制作方法 | |
WO2023061235A1 (zh) | 基于选区离子注入的新型碳化硅基横向pn结极紫外探测器及制备方法 | |
CN106960852B (zh) | 具有漂移沟道的紫外雪崩光电二极管探测器及其探测方法 | |
KR20140140200A (ko) | 태양 전지 및 이의 제조 방법 | |
RU2611552C2 (ru) | Фотоприемное устройство (варианты) и способ его изготовления | |
Schuette et al. | MBE back-illuminated silicon Geiger-mode avalanche photodiodes for enhanced ultraviolet response | |
CN116072755B (zh) | 一种硅基线性雪崩光电探测器、制备方法及应用 | |
KR101638545B1 (ko) | 누설전류를 방지하는 실리콘 광증배관 소자 | |
RU121102U1 (ru) | ФОТОРЕЗИСТОР НА ОСНОВЕ InSb | |
RU155167U1 (ru) | Высокотемпературный радиационно-стойкий карбид кремниевый детектор ультрафиолетового излучения | |
CN115394875A (zh) | 一种基于SiC的BJT垂直结构半导体辐射探测器 | |
Lim et al. | Development of P-on-N silicon photomultiplier prototype for blue light detection | |
JP2017228750A (ja) | フォトダイオード並びにその製造方法 | |
CN117594687A (zh) | 一种双面多波段光电探测器及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD1K | Correction of name of utility model owner | ||
PD1K | Correction of name of utility model owner |