Вплив поверхневого опору n+-шару кремнієвих p-i-n фотодіодів на їх електричні параметри
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.23.4.756-763Ключові слова:
фотодіод, поверхневий опір, темновий струм, охоронне кільце, опір взаємозвя’зкуАнотація
Виготовлено кремнієві квадрантні p-i-n фотодіоди з різною концентрацією дифундованого фосфору в n+-шарі. Отримано експериментальну криву розподілу домішки фосфору по глибині дифузійного шару Вивчено вплив концентрації носіїв заряду в даному шарі на темнові струми фоточутливих елементів та охоронного кільця. Виміряно вольт-амперні характеристики фотодіодів. Побачено, що при зменшенні поверхневого опору n+-шару, темнові струми зменшуються, зразки з поверхневим опором 1,9 – 2,4 Ohm/□ мають приблизно однаковий рівень темнових струмів фоточутливих площадок, тобто подальше збільшення концентрації носіїв заряду не вносить ніяких змін. Для темнових струмів охоронних кілець фотодіодів побачено, що вони більшою мірою залежать від стану периферії кристалу, а не від степені легування. Виявлено вплив поверхневого опору n+-шару на опір взаємозвязку між фоточутливими площадками та охоронним кільцем та відсутність впливу на ємність ФД.
Посилання
M.S. Kukurudziak, O.P. Andreeva, V.M Lipka, High-resistivity p-type silicon-based p-i-n photodiode with high responsivity at the wavelength of 1060 nm, Tekhnologiya i Konstruirovanie v Elektronnoi Apparature, 5–6, 16 (2020); https://doi.org/10.15222/TKEA2020.5-6.16.
B.T. Marozas, W.D. Hughes, X. Du. et al., Surface dark current mechanisms in III-V infrared photodetectors, Optical Materials Express, 8(6), 1419 (2018); https://doi.org/10.1364/OME.8.001419
Jonak-Auer, Ingrid, Frederic Roger, and Olesia Synooka, Optimized integrated PIN photodiodes with improved backend layers, Sensors & Transducers, 237(9/10), 67 (2019).
C.M. Polley, W.R. Clarke, J.A. Miwa. et al,. Microscopic four-point-probe resistivity measurements of shallow, high density doping layers in silicon, Appl. Phys. Lett., 101, 262105 (2012); https://doi.org/10.1063/1.4773485.
Z.Yu. Gotra Technology of microelectronic devices. Directory. M.: Radio and communication, P. 149 (1991) [in Russian].
I.M. Makintosh., J. Electrochem. Soc., 109, 392 (1962).
A.E. Shupenev, N.S. Pankova, I.S. Korshunov et al., An Analysis of Destructive Methods of Thin Films Thickness Measurement, Proceedings of Higher Educational Institutions. Маchine Building, 3, 31 (2019); https://doi.org/10.18698/0536-1044-2019-3-31-39.
Zi S. Semiconductor physics. Moscow, Mir, 456 (1984).
Liu, AnYao, et al. Effective impurity gettering by phosphorus-and boron-diffused polysilicon passivating contacts for silicon solar cells, Solar Energy Materials and Solar Cells, 179, 136 (2018); https://doi.org/10.1016/j.solmat.2017.11.004.
M.S. Kukurudziak, Yu.G. Dobrovolsky, Silicon p – i – n photodiode of increased pulse responsivity, Technology and design in electronic equipment, 1-2, 61 (2021); http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2021.1-2.61 [in Ukrainian].
M.S. Kukurudziak ,1064 nm wavelength p-i-n photodiode with low influence of periphery on dark currents, Journal of nano- and electronic physics, 14(1), 01023(4pp) (2022); https://doi.org/10.21272/jnep.14(1).01023.
V.O.Chadiuk, Optoelectronics: from macro to nano, Transmission, conversion and detection of optical radiation, 1 (2018). Kyiv: Igor Sikorsky KPI, Polytechnic Publishing House. [in Ukrainian].
