RU163992U1 - ПЛАНАРНЫЙ pin-ФОТОДИОД НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР InGaAs/InP - Google Patents
ПЛАНАРНЫЙ pin-ФОТОДИОД НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР InGaAs/InP Download PDFInfo
- Publication number
- RU163992U1 RU163992U1 RU2016108437/28U RU2016108437U RU163992U1 RU 163992 U1 RU163992 U1 RU 163992U1 RU 2016108437/28 U RU2016108437/28 U RU 2016108437/28U RU 2016108437 U RU2016108437 U RU 2016108437U RU 163992 U1 RU163992 U1 RU 163992U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inp
- layer
- type
- photodiode
- highly doped
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Планарный pin-фотодиод на основе гетероэпитаксиальных структур In-GaAs/InP, содержащий высоколегированную подложку InP n+-типа проводимости 1, на которой эпитаксиальным методом выращены высоколегированный буферный n+ слой InP 2, светопоглощающий слой InGaAs n-типа проводимости 3 и слой входного окна InP n-типа проводимости 4, фоточувствительную область 6 p+-типа проводимости, сформированную в слоях 3 и 4 локально через отверстие в диэлектрическом пассивирующем слое SiN5 с помощью диффузии, антиотражающее покрытие 7 и контакты к n-8 и p-областям 9, отличающийся тем, что включает дополнительную область «кармана» 10, формируемую одновременно с фоточувствительной областью 6, с контактом 11, сформированным в едином технологическом процессе с p-контактом 9.
Description
Заявляемый планарный pin-фотодиод относится к области фоточувствительных полупроводниковых приборов, регистрирующих излучение в диапазоне длин волн 0,9-1,7 мкм. Эти приборы используются в лазерных оптико-электронных системах обнаружения источника лазерного излучения, в волоконно-оптических системах передачи информации, в автоматических системах ориентации при взлете-посадке летательных аппаратов, в лазерных локаторах и дальномерах.
Заявляемая полезная модель направлена на увеличение быстродействия планарного p-i-n-фотодиода на основе гетероэпитаксиальной структуры InGaAs/InP при поглощении излучения в необедненной n-области слева и справа от p-n-перехода.
Известны способы улучшения быстродействия планарного p-i-n-фотодиода реализованные:
в составе фотоприемного устройства (ФПУ) за счет схемотехнических решений [«Особенности схемотехники импульсных пороговых ФПУ с малым временем восстановления чувствительности после воздействия импульса перегрузки» П.М. Боровков, Л.Н. Казарин, Н.В. Кравченко, А.В. Потапов, М.А. Тришенков Прикладная физика, 2015, №1, с. 61];
либо за счет изменения конструкции кристалла фотодиода: создание металлической диафрагмы со стороны подложки в сочетании с засветкой p-n-перехода со стороны прозрачной для излучения в рабочем диапазоне длин волн подложки InP [A.M. Филачев, И.И. Таубкин, М.А. Тришенков Твердотельная фотоэлектроника. Фотодиоды - М.: Физматкнига, 2011].
Первый способ улучшения быстродействия усложняет электрическую схему обработки сигнала в ФПУ. Второй вариант усложняет технологию изготовления фотодиода за счет введения двусторонней фотолитографии в технологию его изготовления и оправдан только для сверхвысокочастотных применений с диаметром фоточувствительной площадки устройства не более 50 мкм.
Прототипом заявляемой модели является планарный pin-фотодиод (фиг. 1), на которой представлено поперечное сечение аналога полезной модели), содержащий высоколегированную подложку InP n+-типа проводимости (1), на которой эпитаксиальным методом выращен высоколегированный буферный n+ слой InP (2), светопоглощающий слой InGaAs n-типа проводимости (3) и слой входного окна InP также n-типа проводимости (4). В слоях 3 и 4 локально через отверстие в диэлектрическом пассивирующем слое Si3N4 (5) с помощью диффузии сформирована фоточувствительная область (6) p+-типа проводимости. Кроме этого, pin-фотодиод содержит антиотражающее покрытие (7) и контакты к n- (8) и p-областям (9). Прототип описан в [Браер М.А., Забенькин О.Н., Кулыманов А.В., Огнева О.В., Равич В.Н., Чинарева И.В. Планарные pin-фотодиоды на основе гетероструктур InGaAs/InP Письма в Журнал технической физики. - 1990. - т. 16. - вып. 18.].
Недостатком прототипа является низкое быстродействия фотодиода при поглощении излучения в необедненной n-области слева и справа от p-n-перехода за счет диффузионной составляющей темнового тока.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение быстродействия фотодиода при поглощении излучения в необедненной n-области слева и справа от p-n-перехода.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в планарный pin-фотодиод на основе гетероэпитаксиальных структур InGaAs/InP, содержащий высоколегированную подложку InP n+-типа проводимости 1, на которой эпитаксиальным методом выращены высоколегированный буферный n+слой InP 2, светопоглощающий слой InGaAs n-типа проводимости 3 и слой входного окна InP n-типа проводимости 4, фоточувствительную область 6 p+-типа проводимости, сформированную в слоях 3 и 4 локально через отверстие в диэлектрическом пассивирующем слое Si3N4 5 с помощью диффузии, антиотражающее покрытие 7 и контакты к n- 8 и p-областям 9, включаются дополнительная область «кармана» 10, формируемая, одновременно с фоточувствительной областью 6, и контакт 11, сформированный в едином технологическом процессе с p-контактом 9.
Сущность полезной модели поясняется примером реализации заявляемого устройства:
фиг. 2, на которой представлено поперечное сечение заявляемого устройства;
фиг. 3, на которой представлен фотоотклик при освещении фоточувствительной площадки фотодиода-аналога;
фиг. 4, на которой представлен фотоотклик при освещении периферии фотодиода-аналога;
фиг. 5, на которой представлено распределение чувствительности по площадкам прототипа фотодиода и фотодиода с «карманом» в двух режимах - режимы замкнутого на ноль «кармана» (0) и режим "плавающего кармана" (хх);
- фиг. 6, на которой представлено распределение длительности заднего фронта по площадкам фотодиода-аналога и заявляемого фотодиода двух режимах - режимы замкнутого на ноль кармана (0) и режим "плавающего кармана" (хх).
В соответствии с признаками заявляемой полезной модели авторы изготовили планарные фотодиоды. Для сравнения заявляемого устройства с устройством-аналогом была изготовлена также партия образцов с отличительными признаками аналога.
Фотодиоды изготавливались по одинаковой планарной технологии для pin-ФД на основе InGaAs/InP гетероструктур. В качестве маскирующей, защитной и просветляющей пленки использовалась Si3N4, полученная низкотемпературным плазмо-химическим осаждением, отверстия в которой получались стандартной фотолитографией путем плазмо-химического травления указанной пленки. Фоточувствительная область и область «кармана» получалась в едином технологическом процессе с помощью диффузии кадмия в запаянной кварцевой ампуле. Контактные окна в защитной пленке вскрывались фотолитографическим методом с использованием плазмохимическим травлением. В качестве металлизации к n- и p-областям использовалась двуслойная система титан-золото с последующим вжигании в водороде.
Результаты исследования и сопоставления двух типов образцов - образцов с признаками заявляемого устройства и образцов с признаками аналога представлены на фиг. 3, 4, фиг.5 и фиг. 6.
Исследования фотодиода-аналога показали что, фотоотклик при освещении фоточувствительной площадки фотодиода составляет 650 пс на переднем фронте и 850 пс на заднем фронте (фиг. 3), в то время как при освещении периферии фотодиода величины фотоотклика увеличиваются на порядок: 6,95 нс на переднем фронте и 69,75 нс на заднем фронте (фиг. 4). Кроме того на периферии наблюдается диффузионная затяжка заднего фронта.
Из фиг. 5 следует, что в случае замкнутого на ноль «кармана» сбор заряда осуществляется с меньшей площади, соответствующей диаметру фоточувствительной площадки 200 мкм.
Распределение длительности заднего фронта на фиг. 6 окончательно подтверждает уменьшение времени восстановления чувствительности фотодиода. Видно, что в режиме "плавающего кармана" (хх) длительность заднего фронта 300 нс, тогда как в случае замкнутого на ноль кармана (0) на порядок меньше, 35 нс.
В результате проведенного исследования заявляемого фотодиода выявлено, что за счет замкнутого на ноль «кармана» устраняются медленные диффузионные составляющие на периферии, что приводит к уменьшению времени восстановления чувствительности на порядок.
Claims (1)
- Планарный pin-фотодиод на основе гетероэпитаксиальных структур In-GaAs/InP, содержащий высоколегированную подложку InP n+-типа проводимости 1, на которой эпитаксиальным методом выращены высоколегированный буферный n+ слой InP 2, светопоглощающий слой InGaAs n-типа проводимости 3 и слой входного окна InP n-типа проводимости 4, фоточувствительную область 6 p+-типа проводимости, сформированную в слоях 3 и 4 локально через отверстие в диэлектрическом пассивирующем слое Si3N4 5 с помощью диффузии, антиотражающее покрытие 7 и контакты к n-8 и p-областям 9, отличающийся тем, что включает дополнительную область «кармана» 10, формируемую одновременно с фоточувствительной областью 6, с контактом 11, сформированным в едином технологическом процессе с p-контактом 9.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016108437/28U RU163992U1 (ru) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | ПЛАНАРНЫЙ pin-ФОТОДИОД НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР InGaAs/InP |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016108437/28U RU163992U1 (ru) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | ПЛАНАРНЫЙ pin-ФОТОДИОД НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР InGaAs/InP |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU163992U1 true RU163992U1 (ru) | 2016-08-20 |
Family
ID=56694287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016108437/28U RU163992U1 (ru) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | ПЛАНАРНЫЙ pin-ФОТОДИОД НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР InGaAs/InP |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU163992U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111463308A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-07-28 | 厦门大学 | 一种碳化硅同轴紫外光电探测器及其制备方法 |
RU221645U1 (ru) * | 2023-09-01 | 2023-11-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Полупроводниковый фотодиод для инфракрасного излучения |
-
2016
- 2016-03-09 RU RU2016108437/28U patent/RU163992U1/ru active IP Right Revival
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111463308A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-07-28 | 厦门大学 | 一种碳化硅同轴紫外光电探测器及其制备方法 |
CN111463308B (zh) * | 2020-05-13 | 2021-09-07 | 厦门大学 | 一种碳化硅同轴紫外光电探测器及其制备方法 |
RU221645U1 (ru) * | 2023-09-01 | 2023-11-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Полупроводниковый фотодиод для инфракрасного излучения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110752268B (zh) | 一种集成周期陷光结构的msm光电探测器的制备方法 | |
CN102237416A (zh) | 一种用于紫外探测的雪崩光电二极管及其制备方法和工作方法 | |
CN108878544B (zh) | 硅基光电探测器及其制作方法 | |
CN108630779B (zh) | 碳化硅探测器及其制备方法 | |
US20190019903A1 (en) | SILICON WAVEGUIDE INTEGRATED WITH SILICON-GERMANIUM (Si-Ge) AVALANCHE PHOTODIODE DETECTOR | |
CN111106201A (zh) | 一种新型结构的apd四象限探测器及其制备方法 | |
WO2023051242A1 (zh) | 单光子探测器及其制作方法、单光子探测器阵列 | |
CN105185845A (zh) | 一种在P层和N层引入微结构硅的Si-PIN光电探测器及其制备方法 | |
RU163992U1 (ru) | ПЛАНАРНЫЙ pin-ФОТОДИОД НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР InGaAs/InP | |
CA2643938C (en) | Bonded wafer avalanche photodiode and method for manufacturing same | |
CN204067379U (zh) | 新型零伏响应雪崩光电探测器芯片 | |
US6730979B2 (en) | Recessed p-type region cap layer avalanche photodiode | |
US11508867B2 (en) | Single photon avalanche diode device | |
RU2469438C1 (ru) | Полупроводниковый фотодиод для инфракрасного излучения | |
RU2318272C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО МНОГОЭЛЕМЕНТНОГО ФОТОПРИЕМНИКА НА ОСНОВЕ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР InGaAs/InP | |
CN109686805B (zh) | 硅基高速高响应pin光电探测器及其制作方法 | |
RU2530458C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОЭЛЕМЕНТНОГО ФОТОПРИЕМНИКА НА ОСНОВЕ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР InGaAs/InP | |
Zhang et al. | Hybrid and heterogeneous photonic integrated near-infrared InGaAs/InAlAs single-photon avalanche diode | |
Rutz et al. | SWIR photodetector development at Fraunhofer IAF | |
CN112271229B (zh) | 一种硅基背照pin器件结构 | |
CN104347748A (zh) | 一种pin光电探测器芯片 | |
CN203325955U (zh) | 一种pin光电探测器芯片 | |
Menon et al. | High performance of a SOI-based lateral PIN photodiode using SiGe/Si multilayer quantum well | |
CN110544727A (zh) | 一种集成滤光膜层的紫外探测器及其制备方法 | |
JPH04263475A (ja) | 半導体受光素子及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20161024 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20171019 |