Вплив структури охоронних кілець на темнові струми кремнієвих p-i-n фотодіодів

Abstract

У статті досліджено вплив структури системи охоронних кілець (ОК) на темнові струми чутливих елементів (ФЧЕ) та власне охоронних кілець кремнієвих 4-елементних p-i-n фотодіодів (ФД). Зразки виготовлені на основі p-кремнію за планарною технологією. Виготовлено зразки з одним, двома та трьома ОК. Було встановлено, що збільшення кількості n+-ОК не зменшує темновий струм ФЧЕ. Але зі збільшенням кількості n+-ОК збільшується ймовірність крайового пробою n+-p-переходу в областях виходу гетеропереходу ОК на поверхню. Зменшити рівні темнового струму ФЧЕ та ОК можна шляхом поєднання захисних областей n+- та p+-, де р+-ОК є областю обмеження каналів витоку темнового струму, ізотипних з матеріалом підкладки. ФД виконано з p+-ОК по периферії кристала у вигляді концентричного кільця, а також з p+-областю по всій периферії кристала. Це дозволяє знизити рівень темнового струму n+-ОК за рахунок зменшення площі збору носіїв заряду з поверхні. Але істотного зменшення темнового струму ФЧЕ в таких випадках не спостерігалося. Нами запропоновано здійснювати дифузію бору в проміжках між ФЧЕ та між ФЧЕ та n+-ОК.