Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Фотодиоды с p-i-n структурой

Для увеличения быстродействия и чувствительности разработан фотодиод с p-i-n структурой. Этот фотоприемник состоит из трех полупроводниковых слоев — между p- и n-областями расположен широкий слой собственного (i, без примеси) полупроводника, который имеет удельное сопротивление в раз больше, чем сопротивления легированных областей. Широкий i-слой называется базой. На рисунке 13.10 приведены структура фотодиода с p-i-n структурой и схематично показаны процессы, происходящие в нем.

 

Рисунок 13.10 — Устройство фотодиода с p-i-n структурой

 

Необходимо, чтобы глубина проникновения лежала в i-слое, поэтому слой n, через который падает излучение должен быть достаточно тонким (порядка 3 мкм). P-n-переход смещается в обратном направлении, в результате чего к нему приложено поле . При достаточно большом значении напряженности поля оно полностью пронизывает i-слой. Поскольку эта область может быть сделана достаточно широкой (порядка 50 мкм), то такая структура создает основу для получения быстродействующего и чувствительного фотоприемника.

Падающее излучение, пронизывая n-слой, поглощается в i-базе. В результате поглощения фотонов там генерируются электронно-дырочные пары (фотоносители), которые мгновенно разделяются электрическим полем: электроны дрейфуют в n-слой, дырки дрейфуют в p-слой.

Повышение быстродействия обусловлено тем, что процесс диффузии через базу, характерный для обычного фотодиода с p-n-переходом, в p-i-n структуре заменяется дрейфом носителей через i-область в сильном электрическом поле. Фотодиод с p-i-n структурой работает при обратном напряжении порядка 0.1-0.2 В.

На рисунке 13.11 приведена энергетическая диаграмма для фотодиода с p-i-n структурой.

 

Рисунок 13.11 — Энергетические диаграммы фотодиода
с p-i-n структурой

 

Основные достоинства фотодиодов с p-i-n структурой:

1. Сочетание высокой чувствительности и высокого быстродействия.

2. Возможность обеспечения высокой чувствительности в длинноволновой области спектра при увеличении ширины i-слоя.

3. Малые значения напряжения в фотодиодном режиме, что обеспечивает электрическую совместимость фотодиодов с p-i-n структурой с интегральными микросхемами.

Недостатками фотодиодов с p-i-n структурой является необходимость высокой чистоты i-базы и плохая технологическая совместимость с тонкими легированными слоями интегральных микросхем.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Основные характеристики фотодиодов | Фотодиоды с поверхностным барьером Шоттки
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 1555; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.