ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
37
вместо квантового выхода η подставляется величина η
o
= η*K
C
, где K
C
- коэф-
фициент собирания фотоэлектронов и дырок (<1).
Время пролета электронами и дырками области поля в p-n переходе опреде-
ляется скоростью дрейфа и составляет ∼ 10
-10
с. Однако значительная часть из-
лучения поглощается за пределами области пространственного заряда, фотоге-
нерированные носители попадают в ОПЗ вследствие диффузии. Диффузионная
длина неосновных носителей заряда в кремнии L
n
,
p
составляет ∼ 5*10
-3
см, что
ограничивает время диффузионного переноса - τ∼10
–6
-10
–7
с.
Область спектральной чувствительности определяется зависимостью коэф-
фициента поглощения от длины волны оптического излучения α(λ). Длинно-
волновая граница λ
max
определяется шириной запрещенной зоны используемого
полупроводника и составляет 1,1 мкм для кремния и 1,7 мкм для германия, для
больших длин волн поглощение резко уменьшается. Коротковолновая граница
λ
min
определяется резким увеличением коэффициента поглощения >10
5
см
–1
,
тогда поглощение происходит очень близко к поверхности, где велика скорость
рекомбинации (λ
min
∼ 0,3 мкм для Si и Ge).
Частотные характеристики фотодиодов определяются тремя факторами:
диффузией, дрейфом и емкостью ОПЗ. Для уменьшения длительности диффу-
зионных процессов переход располагают близко к поверхности. В фотодиодах с
p-n переходом основное поглощение излучения происходит не в ОПЗ, а в p- или
n-области. Так как, обычно, D
n
>D
p
, в качестве внешней используют p-область.
Для уменьшения длительности процессов перезарядки емкости ОПЗ умень-
шают емкость р-n перехода, оптимизируя его толщину, d
опт
∼ 5 мкм. Фотодиод
не обладает внутренним усилением (Z = 1).
Для снижения потерь на отражение света от поверхности используют про-
светляющее покрытие, обычно пленки ZnS (n = 2,3).
Достоинства фотодиодов:
1. Простая технология, однородность параметров изготавливаемых структур
(что особенно важно для многоэлементных приемников).
2. Малое сопротивление базы обеспечивает высокие значения фотоЭДС (для
Si до 0,7- 0,8 В).
3. Совместимость технологии с технологией ИС, что дает возможность изго-
тавливать интегральные фотоприемники.
P-i-n фотодиоды
P-i-n фотодиоды представляют собой наиболее типичные фотоприемники на
основе р-n переходов с большим обедненным слоем. Структура этих диодов
включает n
+
-основу, достаточно широкую слаболегированную i-область и тон-
кую p
+
-область. Оптимальное сочетание высокой чувствительности и быстро-
действия в них обуславливается малым влиянием процессов диффузии носите-
лей.
Изготовление структур производится с использованием планарно-эпитак-
сиальной технологии. В качестве базовой подложки используется высокоомный
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- …
- следующая ›
- последняя »
