Аналіз спектральної характеристики чутливості дифузійних p-i-n фотодіодів на основі високоомного р-Si

Микола Степанович Кукурудзяк

doi:10.20535/2523-4455.mea.275010

Т. 28 · № 1 · 2023 бер 24, 2023 Мікросистеми та фізична електроніка

Аналіз спектральної характеристики чутливості дифузійних p-i-n фотодіодів на основі високоомного р-Si

МК

Микола Степанович Кукурудзяк Відповідальний АТ «Центральне конструкторське бюро Ритм» Україна

Сторінки275010.1-275010.6 Опублікованобер 24, 2023

PDF

ТОМ 28 · № 1 · 2023 до 125-річчя КПІ ім. Ігоря Сікорського Переглянути випуск

Анотація

Зважаючи на потребу ринку в високочутливих кремнієвих p-i-n фотодіодах (ФД) для детектування випромінювання YAG-лазера (довжина хвилі 1,064 мкм), вирішено дослідити методи збільшення їх чутливості, зокрема зміщення максимуму спектральної характеристики чутливості фотоприймача в сторону більших довжин хвиль, а також проаналізувати вплив різних технологічних факторів на її вигляд. Встановлено, що при збільшенні напруги зворотного зміщення зміщується максимум спектральної характеристики в сторону більших довжин хвиль. Також побачено, що при збільшенні часу життя неосновних носіїв заряду та питмого опору кремнію при однаковій напрузі зміщення максимум спектральної характерстики зміщується в сторону більших довжин хвиль. Досягнуто значення максимуму спектральної характеристики 1,01-1,02 мкм. При використанні меза-технології, яка мінімізує деградацію питомого опору матеріалу, подальше зміщення максимуму не відбувається. Також встановлено, що зміна глибини залягання дифузійних шарів ФД може негативно впливати на рівень шумів.

Ключові слова

#кремній #фотодіод #чутливість #спектральна характеристика #питомий опір

Посилання

C. Jia, “A self-powered high-performance photodetector based on a MoS /GaAs heterojunction with high polarization sensitivity”, Journal of Materials Chemistry C, vol. 7, no. 13, pp. 3817–3821, Jan. 2019. DOI: https://doi.org/10.1039/C8TC06398B
M. K. Sharma and J. L. Burnett, “Sensitivity and low-energy response of the Small Anode Germanium well detector with ceramic insert”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, vol. 988, p. 164943, Feb. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164943
A. V. Fedorenko, “Spectral photosensitivity of diffused Ge-p–i–n photodiods”, Tekhnologiya i konstruirovaniye v elektronnoy apparature, no. 3-4, pp. 17–23, Jan. 2020. DOI: https://doi.org/10.15222/TKEA2020.3-4.17
M. S. Kukurudziak, O. P. Andreeva, and V. M. Lipka, “High-resistivity p-type silicon-based p-i-n photodiode with high responsivity at the wavelength of 1060 nm”, Tekhnologiya i konstruirovaniye v elektronnoy apparature, no. 5-6, pp. 16–19, Jan. 2020. DOI: https://doi.org/10.15222/TKEA2020.5-6.16
Pasportni dani na FD 342M. URL: https://orion-ir.ru/upload/iblock/ccb/ccb64e81f708470ee2c2e4699b9679e2.pdf
Pasportni dani na YAG-555-4. URL: https://www.excelitas.com/product/yag-555-4-series-quadrant-photodiodes-si-pin-141-mm
Pasportni dani na FD 15M-01. URL: https://ckb-rhythm.com/ufd15m-01/
. Shupenev, N. Pankova, I. Korshunov, and A. Grigoriyants, “An Analysis of Destructive Methods of Thin Films Thickness Measurement”, Proceedings of Higher Educational Institutions. Маchine Building, no. 3 (708), pp. 31–39, Mar. 2019. DOI: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2019-3-31-39
M. S. Kukurudziak and Y. G. Dobrovolsky, “Silicon p-i-n photodiode with increased pulse sensitivity”, Tekhnologiya i konstruirovaniye v elektronnoy apparature, no. 1-2, pp. 61–67, Jan. 2021. DOI: http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2021.1-2.6
L. K. Buzanova and A. Y. Gliberman, Poluprovodnikovyye fotopriyomniki, Moskow: Yenergiya, 1976, p. 67.
M. P. Teplyakov, O. S. Ken, D. N. Goryachev, and O. M. Sreseli, “Transport and Photosensitivity in Structures: A Composite Layer of Silicon and Gold Nanoparticles on p-Si”, Semiconductors, vol. 52, no. 9, pp. 1193–1197, Aug. 2018. DOI: https://doi.org/10.1134/S106378261809021X
M. S. Kukurudziak, “Technological Causes of p-n-Junction Break-down of Silicon p-i-n Photodiodes”, Microsystems, Electronics and Acoustics, vol. 27, no. 3, Dec. 2022. DOI: https://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.268299
S. Zi, Fizika poluprovodnikov. vol. 2, Moscow: Mir, 1984, p. 456.
M. S. Kukurudziak, E. V. Maistruk, and O. V. Angelsky, “Influence of chromium sublayer on silicon P-I-N photodiodes responsivity”, in Fifteenth International Conference on Correlation Optics, Chernivtsi, Ukraine, 2021, p. 78. DOI: https://doi.org/10.1117/12.2616170

Попередня у випуску Стратегії енергоефективної активної фільтрації в системі координат методу двох ватметрів

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

Механічно перелаштовувана антена з іонно-полімерним металевим композитом

Artem Serhiyovych Chernov, Oleksii O. Malyshok, Victor Anatoliiovych Kazmirenko, Irina Petrivna Holubeva, Yuriy Vasylovych Prokopenko, Guy A. E. Vandenbosch

Розглядається актуальна задача створення антен для сучасних бездротових систем, здатних до роботи у різних частотних діапазонах. Зазвичай для перелаштування частоти…

#структура з відхиленням електрода #фільтена #перелаштування частоти #актюатор ІМПК

с. 343504.1-343504.6

10.20535/2523-4455.mea.343504

Модель генератора Маркса для генерації коронного розряду у повітрі

Andrii Viktorovych Melnyk, Oleh Mykolaiovych Bevza, Anatolii Ivanovych Kuzmichiev

У статті розглянуто роботу генератора Маркса з навантаженням у вигляді від'ємного коронного розряду в повітрі за атмосферного тиску та побудовано його електричну модель.…

#коронний розряд #генератор Маркса #висока напруга #іонізація

с. 324599.1-324599.8

10.20535/2523-4455.mea.324599

Взаємодія срібних наночастинок з підкладкою в умовах плазмонного резонансу

Yurii I. Mysiuk, Yurii B. Smachylo, Oleksandr V. Ilin, Tetiana Oleksandrivna Bulavinets, Iryna Y. Yaremchuk

Взаємодія між наночастинками металів і підкладками в умовах плазмонного резонансу відіграє вирішальну роль у різних оптичних застосуваннях. У цій роботі ми досліджуємо…

#наночастинки срібла #переріз екстинкції #підкладка #локалізований поверхневий плазмонний резонанс

с. 303929.1-303929.6

10.20535/2523-4455.mea.303929

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають

Микола Степанович Кукурудзяк, Технологічні причини пробою p-n-переходу кремнієвих p-i-n фотодіодів , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 27 № 3 (2022)

Схожі статті

Oksana Yuriivna Kutova, Tetyana Yuriivna Obukhova, Mykhailo Hryhorovych Dusheiko, Bogdan Oleksiyovych Loboda, Tetyana Ivanivna Borodinova, Serhii Viktorovych Tkach, Сенсори на польових та фототранзисторах з металевими наночастинками та пористим кремнієм , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 5 (2018)
Liubomyr Mykolaiovych Korolevych, Natalia Maksimchuk, Oleksandr Vasyliovych Borysov, Вплив методів отримання тонких плівок оксиду церію на вольт-фарадні характеристики МДН-структур , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 3 (2019)
Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Olexander Vasylovych Borisov, Лабораторний тестер сонячних елементів з динамічною реконфігурацією вимірювальної схеми , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Mykhailo Hryhorovych Dusheiko, Heorhii Serhiiovych Koltsov, Tetiana Yuriivna Obukhova, Особливості фотолюмінесценції та спектрів пропускання тонких шарів пористого кремнію на діелектричних основах , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 22 № 6 (2017)
Oleksandr Viktorovych Machulianskyi, Питома електрична поляризованість наночастинок міді в оптичному діапазоні спектру , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 2 (2018)
Анастасія Володимирівна Паренюк, PhD Дмитро Володимирович Паренюк, PhD, дослідник Катерина Л. Руденька, Практичний метод оцінювання безпечних звуків для осіб із ПТСР , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 2 (2026)
Віталій Р. Прус, канд. техн. наук, доц. Олексій Вікторович Богданов, Експериментальне дослідження частотних характеристик MEMS-мікрофонів для моніторингу залізничного шуму , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 2 (2026)
Oksana Yuriivna Kutova, Vladimir Ivanovych Tymofieiev, Mykhailo H. Dusheiko, Guillaume Brotons, Сенсор бета-лактоглобуліну на основі ІСПТ з підзатворним діелектриком СеО2 , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 4 (2019)
Максим Олексеевич Коржик, Sergii Viktorovich Kurdiuk, Olexiy Volodymyrovych Korzhyk, Імпедансні характеристики пласко-паралельного акустичного хвилеводу з акустично м`якими границями при збудженні його двохчастотним сигналом , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 4 (2018)
Дмитро А. Шевчук, канд. техн. наук, доц. Наталія Георгіївна Іванушкіна, Комплексний метод виділення неінвазивного сигналу фетальної електрокардіограми та класифікації серцевих аритмій , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 2 (2026)

1-10 з 31 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] C. Jia, “A self-powered high-performance photodetector based on a MoS /GaAs heterojunction with high polarization sensitivity”, Journal of Materials Chemistry C, vol. 7, no. 13, pp. 3817–3821, Jan. 2019. DOI: https://doi.org/10.1039/C8TC06398B

[2] M. K. Sharma and J. L. Burnett, “Sensitivity and low-energy response of the Small Anode Germanium well detector with ceramic insert”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, vol. 988, p. 164943, Feb. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164943

[3] A. V. Fedorenko, “Spectral photosensitivity of diffused Ge-p–i–n photodiods”, Tekhnologiya i konstruirovaniye v elektronnoy apparature, no. 3-4, pp. 17–23, Jan. 2020. DOI: https://doi.org/10.15222/TKEA2020.3-4.17

[4] M. S. Kukurudziak, O. P. Andreeva, and V. M. Lipka, “High-resistivity p-type silicon-based p-i-n photodiode with high responsivity at the wavelength of 1060 nm”, Tekhnologiya i konstruirovaniye v elektronnoy apparature, no. 5-6, pp. 16–19, Jan. 2020. DOI: https://doi.org/10.15222/TKEA2020.5-6.16

[5] Pasportni dani na FD 342M. URL: https://orion-ir.ru/upload/iblock/ccb/ccb64e81f708470ee2c2e4699b9679e2.pdf

[6] Pasportni dani na YAG-555-4. URL: https://www.excelitas.com/product/yag-555-4-series-quadrant-photodiodes-si-pin-141-mm

[7] Pasportni dani na FD 15M-01. URL: https://ckb-rhythm.com/ufd15m-01/

[8] . Shupenev, N. Pankova, I. Korshunov, and A. Grigoriyants, “An Analysis of Destructive Methods of Thin Films Thickness Measurement”, Proceedings of Higher Educational Institutions. Маchine Building, no. 3 (708), pp. 31–39, Mar. 2019. DOI: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2019-3-31-39

[9] M. S. Kukurudziak and Y. G. Dobrovolsky, “Silicon p-i-n photodiode with increased pulse sensitivity”, Tekhnologiya i konstruirovaniye v elektronnoy apparature, no. 1-2, pp. 61–67, Jan. 2021. DOI: http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2021.1-2.6

[10] L. K. Buzanova and A. Y. Gliberman, Poluprovodnikovyye fotopriyomniki, Moskow: Yenergiya, 1976, p. 67.

[11] M. P. Teplyakov, O. S. Ken, D. N. Goryachev, and O. M. Sreseli, “Transport and Photosensitivity in Structures: A Composite Layer of Silicon and Gold Nanoparticles on p-Si”, Semiconductors, vol. 52, no. 9, pp. 1193–1197, Aug. 2018. DOI: https://doi.org/10.1134/S106378261809021X

[12] M. S. Kukurudziak, “Technological Causes of p-n-Junction Break-down of Silicon p-i-n Photodiodes”, Microsystems, Electronics and Acoustics, vol. 27, no. 3, Dec. 2022. DOI: https://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.268299

[13] S. Zi, Fizika poluprovodnikov. vol. 2, Moscow: Mir, 1984, p. 456.

[14] M. S. Kukurudziak, E. V. Maistruk, and O. V. Angelsky, “Influence of chromium sublayer on silicon P-I-N photodiodes responsivity”, in Fifteenth International Conference on Correlation Optics, Chernivtsi, Ukraine, 2021, p. 78. DOI: https://doi.org/10.1117/12.2616170