Розробка кремнієвого чотириелементного безкорпусного фотодіода, призначеного для комплектації систем орієнтації по лазерному світловому зонду - Дипломная работа
Фотоефект у р-n-переходах. Поняття та принцип дії фотодіоду, його функціональні особливості, різновиди та оцінка чутливості. Вибір матеріалу для виготовлення фотодіодів, опис конструкції, розрахунок можливості реалізації рівня фотоелектричних параметрів.
При низкой оригинальности работы "Розробка кремнієвого чотириелементного безкорпусного фотодіода, призначеного для комплектації систем орієнтації по лазерному світловому зонду", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Це повязано з високою стабільністю кремнієвих ФД, великим вибором кремнію для виготовлення ФД по питомому опору (від 1 Омхсм до 10000 Омхсм), високим рівнем планарно-дифузійної технології для виготовлення фоточутливих кристалів, широким спектральним діапазоном чутливості кремнієвих ФД (200 - 1100) нм, можливістю створення кристалів зі швидкодією (часом наростання (спаду) фотовідклику по рівню 0,1 - 0,9 від максимуму на довжинах хвиль (850 - 900) нм рівною десяткам наносекунд. Якщо випромінювання поглинається в р-області, то електрони, що знаходяться на відстані від p-n-переходу, меншій від їхньої дифузійної довжини Ln, зможуть досягнути його. Дірки, що генерувались поблизу поверхні n-області, дифундують в глибину і, являючись неосновними носіями зарядів для цієї області, підходять до області просторового заряду d p-n-переходу, захоплюються полем переходу в р-область. Якщо в момент часу t = 0 на ФД подати прямокутний імпульс світла, то струм через ФД зявляться після того, як збуджені світлом носії заряду дійдуть до р-n-переходу, тобто через час, рівний часу дифузії носіїв через базу. В загальному випадку інерційність визначається трьома процесами: часом дифузії нерівноважних носіїв через базу (фдиф), часом їхнього прольоту (дрейфу) через область обємного заряду р-n-переходу (фдр), фдр = d/Vcep, де Vcep - середня швидкість руху носіїв заряду, d - ширина області обємного заряду та постійною часу кола RC (ФRC), яка визначається опором бази і зарядною ємністю.В результаті проведених досліджень можливості реалізації вимог технічного завдання було встановлено, що оптимальним для розробки та виготовлення безкорпусного чотириелементного швидкодіючого фотодіода є використання кремнієвих монокристалічних епітаксійних пластин типу ВКС згідно ТУ 48-0533-005. Розрахунки показали можливість реалізації вимог як по струмовій монохроматичній чутливості, так і по швидкодії ФД. Невисоке значення чуливості (0,15 А / Вт) дозволило використати пластину з товщиною високоомного шару 20 мкм.
Вывод
В результаті проведених досліджень можливості реалізації вимог технічного завдання було встановлено, що оптимальним для розробки та виготовлення безкорпусного чотириелементного швидкодіючого фотодіода є використання кремнієвих монокристалічних епітаксійних пластин типу ВКС згідно ТУ 48-0533-005. Розрахунки показали можливість реалізації вимог як по струмовій монохроматичній чутливості, так і по швидкодії ФД. Невисоке значення чуливості (0,15 А / Вт) дозволило використати пластину з товщиною високоомного шару 20 мкм. Питомий опір високоомного шару - 600 Ом·см. Генерація носіїв заряду в високоомному шарі дозволила швидко (методом дрейфу) доставляти їх до p -n-переходу, що й забезпечило швидкодію ФД. Якби стояло завдання отримання вищої чутливості - слід було б використати пластини з товстішим епітаксійним шаром.
Виготовлені ФД були досліджені на предмет виконання технічного завдання. Вимірювання параметрів та характеристик розробленого фотодіода підтвердили повне виконання тпоставленого технічного завдання.
Загальний висновок - оптимальним для виготовлення чотириелементних швидкодіючих фотодіодів є використання епітаксійних кремнієвих пластин з тонким високоомним шаром.
