Please use this identifier to cite or link to this item: https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/87458
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title 1064 nm Wavelength p-i-n Photodiode with Low Influence of Periphery on Dark Currents
Other Titles p-i-n фотодіод на довжині хвилі 1064 нм із низьким рівнем впливу периферії на темнові струми
Authors Kukurudziak, M.S.
ORCID
Keywords фотодіод
кремній
темновий струм
охоронне кільце
фоточутлвий елемент
периферія
чутливість
photodiode
silicon
dark current
guard ring
periphery
responsivity
Type Article
Date of Issue 2022
URI https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/87458
Publisher Sumy State University
License In Copyright
Citation M.S. Kukurudziak, J. Nano- Electron. Phys. 14 No 1, 01023 (2022). DOI: https://doi.org/10.21272/jnep.14(1).01023
Abstract В процесі проведення досліджень помічено проблему неконтрольованого зростання рівня темнового струму охоронного кільця фотодіодів, що проявлялось як за температури Т = 293 К, так і (значною мірою) при випробуванні приладів за підвищеної температури (Т = 358 К). У статті представлено результати розробки p-i-n фотодіода на основі високоомного кремнію р-типу провідності з підвищеною чутливістю та пониженим рівнем темнового струму охоронного кільця на довжині хвилі 1064 нм. У пропонованій конструкції фотодіода зменшено товщину периферійного оксиду кристалу для зниження впливу дислокаційної складової струму та зарядових станів на зворотні характеристики. Для реалізації розробленої конструкції приладу використовується двохстадійна дифузія фосфору. Після дифузії (загонки) фосфора знімалося фосфоросилікатне скло і проводилася додаткова фотолітографія, під час якої стравлювався весь шар периферійного оксиду та частини окислу між ОК та ФЧЕ. На другій стадії дифузії фосфора (розгонцi) вирощувався просвітлюючий оксид товщиною 190-220 нм на фоточутливих площадках і на периферії кристалу. Фоточутливі площадки, охоронне кільце та периферійна частина кристалу відмежовувались оксидом товщиною 650-700 нм, вирощеним на першій операції. Виготовлення фотодіодів виконувалося з використанням таких режимів технологічних процесів, як і у серійному виробництві, а їхні параметри порівнювались із приладами, виготовленими в стандартній конструкції. Аналіз показав, що фотодіоди запропонованої конструкції характеризуються нижчими та стабільнішими, ніж серійні прилади, темновими струмами ОК та ФЧЕ, причому не тільки за кімнатної температури, але й за температури 358 К.
In the process of carrying out various studies, the problem of an uncontrolled increase in the dark current level of guard-ring photodiodes is observed, being manifested both at a temperature T = 293 K and (largely) when testing devices at elevated temperature (T = 358 K). As it is known, microelectronics technology always uses surface protection (passivation) of semiconductor devices and integrated circuits. In this case, the best solution is a thermally grown SiO2 layer. However, even a surface protected by a dielectric layer does not always remain stable. The article presents the results of the development of a p-i-n photodiode based on high-resistivity p-type silicon of increased responsivity and reduced dark current level of the guard ring at a wavelength of 1064 nm. In the proposed design of the photodiode, the thickness of the peripheral oxide of the crystal is decreased to reduce the influence of the dislocation component of the current and charge states on the inverse characteristics. After phosphorus diffusion (driving-in), phosphorosilicate glass was removed, and additional photolithography was performed, during which the entire layer of peripheral oxide was etched. In the second stage of phosphorus diffusion (distillation), the antireflection oxide 190-220 nm thick was grown in photosensitive areas and at the periphery of the crystal. The photosensitive areas, the guard ring, and the peripheral part of the crystal were separated by an oxide 650- 700 nm thick grown in the first thermal operation. The production of photodiodes was performed using the same operating conditions as in commercial production, and their parameters were compared with devices manufactured in a standard design. The analysis showed that the photodiodes of the proposed design are characterized by lower and more stable dark currents than commercial devices not only at room temperature, but also at a temperature of 358 K.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

Algeria Algeria
1
Bangladesh Bangladesh
48857077
Belgium Belgium
1
Canada Canada
1
China China
-1915463231
Czechia Czechia
1
Côte d’Ivoire Côte d’Ivoire
1899113307
Finland Finland
893
France France
1
Germany Germany
-1062651195
Greece Greece
4235
Hong Kong SAR China Hong Kong SAR China
1
India India
1
Ireland Ireland
599573956
Latvia Latvia
1
Lithuania Lithuania
1
Netherlands Netherlands
1
Nigeria Nigeria
1
Portugal Portugal
1
Saudi Arabia Saudi Arabia
1
Senegal Senegal
1
Singapore Singapore
1
South Korea South Korea
1669575839
Spain Spain
1
Sweden Sweden
1
Taiwan Taiwan
206633
Turkey Turkey
348409422
Ukraine Ukraine
1329726476
United Kingdom United Kingdom
48857081
United States United States
673879995
Unknown Country Unknown Country
-635865115
Vietnam Vietnam
4233

Downloads

Bangladesh Bangladesh
1
China China
-1915463232
Côte d’Ivoire Côte d’Ivoire
1
Egypt Egypt
1
France France
1
Germany Germany
360419366
Iran Iran
24517793
Ireland Ireland
599573957
Japan Japan
673879999
Lithuania Lithuania
1
Turkey Turkey
348409421
Ukraine Ukraine
114708882
United Kingdom United Kingdom
183652
United States United States
-1915463228
Unknown Country Unknown Country
-635865114
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Kukurudziak_jnep_1_2022.pdf 252.93 kB Adobe PDF 1949868798

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.