P型掺杂区工艺对Si基Pinned型光电二极管量子效率的影响

摘要：

为了更全面、系统地分析Si基Pinned型光电二极管(PPD,pinned photodiode)量子效率的工艺敏感特性,基于考虑表面(SRH,shockley-read-hall)复合率模型的时域有限差分数值模拟方法,对不同P+型表面层和P型外延(EPI,epitaxial)层工艺条件下PPD可见光谱量子效率的变化特征及物理机制进行了研究.结果表明,P+型表面层离子束注入剂量和注入能量的增加分别引起非平衡载流子SRH复合率升高和PPD势垒区顶部下移,均可导致低于500 nm波段量子效率的衰减,而后者进一步引起的势垒区纵向宽度缩减使该影响可持续至650 nm波段;P型EPI掺杂浓度增加引起PPD势垒区底部上移,导致500～750 nm波段量子效率的衰减;P型EPI厚度增加引起衬底强SRH复合区光电荷比重降低,导致高于700 nm波段量子效率得到提升并趋向饱和.通过分析发现,Si基材料中光子吸收深度对波长的强依赖关系是导致两种P型掺杂区工艺条件对量子效率存在波段差异性影响的根本原因.

关键词：Pinned型光电二极管(PPD)、量子效率、工艺条件、数值模拟

所属期刊栏目：26

分类号：TN364(半导体技术)

资助基金：国防预先研究项目基金51311050301095资助项目

在线出版日期：2015-03-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：54-62