Вплив структурних дефектів на параметри кремнієвих чотириквадрантних p-i-n фотодіодів
Анотація
У статті досліджено вплив структурних дефектів, зокрема дислокацій, на електричні та фотоелектричні властивості кремнієвих чотириквадрантних p-i-n фотодіодів. Встановлено, що ростові дефекти та дефекти, які утворюються при механічній обробці пластин, можуть перетинати всю підкладку та погіршувати параметри фотодіодів. Це явище особливо негативне через розміщення дефектів в області просторового заряду. У цьому випадку через наявність центрів рекомбінації в області просторового заряду зменшується час життя неосновних носіїв заряду, погіршується темновий струм і чутливість фотодіодів. Часто дефекти розміщені нерівномірно, що провокує нерівномірність параметрів на фоточутливих елементах. Також було побачено, що дислокаційні лінії, які перетинають чутливі елементи та захисне кільце, погіршують опір ізоляції зазначених активних елементів. Запропоновано метод визначення кінцевого питомого опору кремнію та довжини дифузії неосновних носіїв заряду шляхом дослідження форми імпульсу вихідного сигналу.
Завантаження
Посилання
К.V. Ravi, Imperfections and impurities in semiconductor silicon, (Wiley, New York, 1981).
E. Kamiyama, J. Vanhellemont, K. Sueoka, K. Araki, and K. Izunom, Applied Physics Letters, 102(8), (2013). https://doi.org/10.1063/1.4793662
M. Hourai, E. Asayama, H. Nishikawa, M. Nishimoto, T. Ono, and M. Okui, Journal of Electronic Materials, 49, 5110 (2020). https://doi.org/10.1007/s11664-020-08203-w
Y. Pavlovskyy, O. Berbets, and P. Lytovchenko, Physics and Chemistry of Solid State, 22(3), 437-443 (2021). https://doi.org/10.15330/pcss.22.3.437-443
S. Liu, X. Huang, Y. Wang, M. Xia, Q. Lei, and N. Zhou, Vacuum, 206, 111533 (2022). https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2022.111533
M. Kivambe, B. Aissa, and N. Tabet, Energy Procedia, 130, 7 (2017). https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.09.405
Q. Lei, L. He, C. Tang, S. Liu, X. He, X. Li, and L. Zhou, Materials Science in Semiconductor Processing, 138, 106318 (2022). https://doi.org/10.1016/j.mssp.2021.106318
V.M. Lytvynenko, Bulletin of the Kherson National Technical University, 4(87), 85-90 (2023). https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2023.4.10
A. Heintz, B. Ilahi, A. Pofelski, G. Botton, G. Patriarche, A. Barzaghi, and A. Boucherif, Nature Communications, 13(1), 6624 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-34288-4
A. Liu, S.P. Phang, and D. Macdonald, Solar Energy Materials and Solar Cells, 234, 111447 (2022). https://doi.org/10.1016/j.solmat.2021.111447
R. Hirose, T. Kadono, A. Onaka-Masada, R. Okuyama, K. Kobayashi, A. Suzuki, and K. Kurita, Materials Science in Semiconductor Processing, 135, 106063 (2021). https://doi.org/10.1016/j.mssp.2021.106063
M.S. Kukurudziak, Journal of nano- and electronic physics, 14(4), 04015 (2022). https://doi.org/10.21272/jnep.14(4).0401
M.S. Kukurudziak, Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, 25(4), 385 (2022). https://doi.org/10.15407/spqeo25.04.385
M.S. Kukurudziak, Surface Chemistry, Physics and Technology, 14(2), 182 (2023). https://doi.org/10.15407/hftp14.02.182 (in Ukrainian)
M.S. Kukurudziak, Surface Chemistry, Physics and Technology, 14(1), 42 (2023). https://doi.org/10.15407/hftp14.01 (in Ukrainian)
M.S. Kukurudziak, East Eur. J. Phys. (2), 311 (2023). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-2-36
D. Yang, and X. Ma, Defects and Impurities in Silicon Materials. Handbook of Integrated Circuit Industry (Springer, Singapore, 2024). https://doi.org/10.1007/978-981-99-2836-1_76
M.S. Kukurudziak, Radioelectronic and Computer Systems, 105(1), 92 (2023). https://doi.org/10.32620/reks.2023.1.07
E. Sirtl, and A. Adler, Z. Metallk, 119, 529 (1961). (in German)
L.K. Buzanova, and A.Y. Gliberman, Semiconductor photodetectors (Energia, Moscow, 1976). (in Russian)
N.M. Tugov, B.A. Glebov, and N.A. Charykov, Semiconductor devices: Textbook for universities, edited by V.A. Labuntsov, (Energoatomizdat, Moscow, 1990). (in Russian)
S.M. Sze, Physics of semiconductor devices, (John Wiley & Sons, New York, 1981).
Авторське право (c) 2024 Микола Кукурудзяк
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
