Вступ. В останні десятиліття в фотоелектроніка особлива увага приділяється розробці напівпровідникових матричних фотоприйомних пристроїв, які фактично стали ефективною альтернативою існуючим аналоговим телевізійним прийомним системам. Серед таких пристроїв лінійні позиційно-чутливі датчики застосовуються для реєстрації швидких змін в навколишньому середовищі та їх подальшої обробки (наприклад, швидкодіючі локатори літальних апаратів) .Мета роботи. Створення лінійки кремнієвих pin-діодів для використання в складі гібридного детектора ІК-випромінювання з метою реєстрації фотоелектронів з тимчасові? М дозволом краще 10 нс. Моделювання основних електрофізичних характеристик лінейкі.Матеріали і методи. У розробляється приладі реєстрація фотоелектронів забезпечується за рахунок наявності приповерхневого поля при використанні p ++ - p-переходу, сформованого дифузією бору в кремній з питомим опором 3 кОм · см. Тягнучий поле, в свою чергу, також формується в області об'ємного заряду між p + + і n ++ -область. Для створення n ++-області проводилась дифузія фосфору. Чисельні розрахунки розподілу потенціалу, концентрації вільних носіїв заряду і струмів проводилися в програмних пакетах одновимірного (SimWin) і двовимірного (TCAD Synopsys) моделірованія.Результати. Проведено двовимірний розрахунок розподілу концентрації вільних носіїв заряду і потенціалу в досліджуваній pin-структури. Визначено мінімальні напруги, що забезпечують повне збіднення i-шару, в тому числі для випадку поздовжньої канавки різної глибини. Лінійка тестувалася в складі гібридного фотоелектронного приладу опроміненням світловими імпульсами від ІК-світлодіоди. При напрузі на діодах лінійки -270 В досягнута тривалість фронту сигналу на всіх каналах 5 ... 9 нс.Заключеніе. Для гібридного детектора інфрачервоного випромінювання розроблена лінійка з 12 кремнієвих pin-діодів, з розмірами чутливої ​​області елемента 24? 0.2 мм. За результатами досліджень імпульсної характеристики показано, що без операції утонения досягнута тривалість фронту сигналу на всіх каналах, яка задовольняє вимоги до швидкодіючому позиційно-чутливого датчика інфрачервоного випромінювання.

Анотація наукової статті з фізики, автор наукової роботи - Айнбунд М.Р., Миронов Д.Є., Пашук А.В., Зубков В.І., Соломонів А.В.


Back-Side Electron-Bombarded Silicon pin-Strip

Introduction. In recent decades, in the field of photoelectronics, special attention has been paid to the development of semiconductor matrix photodetectors. These detectors have become an effective alternative to existing television receiving systems. Among such devices, linear position-sensitive sensors are used in cases where the rapid registration of changes to the environment is required (for instance, high-speed locators for flying vehicles) .Aim. To develop a strip of silicon pin-diodes as part of a hybrid IR-detector for effective registration of photoelectrons with time resolution less than 10 ns, as well as to model the key electro-physical characteristics of the strip.Materials and methods. In the device under development, the registration of photoelectrons is achieved by the presence of a near-surface field using p ++ - p junction formed by diffusion of boron into the silicon with resistivity of 3 k? · Cm. The pulling field is also formed in the space charge region between p ++ and n ++ -regions. Diffusion of phosphorus was carried out to create the n ++ -region. Numerical calculations of potential distribution, concentration of free charge carriers and currents were carried out using software for 1Dand 2D-modelling (SimWin and TCAD Synopsys) .Results. 2D-calculation of charge carrier concentration and potential distribution was performed. The study determined the minimum bias for the complete depletion of the i-layer, including that for longitudinal grooves of various depths. The strip was tested as part of a hybrid photoelectric device by irradiating light pulses from IR LED. When the voltage on the diodes was reached -270 V, the duration of the signal front on all channels was 5 ... 9 ns.Conclusion. For use in IR-hybrid detectors, a strip of 12 silicon pin-diodes was developed with a sensitive element of 24? 0.2 mm in dimension. The study of pulse characteristics showed that the necessary duration of the front signal on all channels was achieved without thinning thus satisfying the requirements for high-speed position-sensitive sensor of the infrared radiation.


Область наук:
  • фізика
  • Рік видавництва: 2019
    Журнал
    Известия вищих навчальних закладів Росії. Радіоелектроніка
    Наукова стаття на тему 'КРЕМНІЄВА ЕЛЕКТРОННО-ЧУТЛИВА PIN-ЛІНІЙКА, опромінюють З ЗВОРОТНЬОГО СТОРОНИ'

    Текст наукової роботи на тему «КРЕМНІЄВА ЕЛЕКТРОННО-ЧУТЛИВА PIN-ЛІНІЙКА, опромінюють З ЗВОРОТНЬОГО СТОРОНИ»

    ?Мікро- та наноелектроніка

    УДК 621.375; 551.51 Оригінальна стаття

    https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-5-80-92

    Кремнієва електронно-чутлива р / л-лінійка, облучаемая зі зворотного боку

    М. Р. Айнбунд1, Д. Є. Міронов1, А. В. Пашук1, В. І. Зубков2

    А. В. Соломонов2, В. В. Забродскій3, А. В. Ніколаев3

    1АО «ЦНДІ" Електрон "», Санкт-Петербург, Росія

    2Санкт-Петербурзький державний електротехнічний університет "ЛЕТІ" ім. В. І. Ульянова (Леніна), Санкт-Петербург, Росія

    3Фізіко-технічний інститут ім. А. Ф. Іоффе Російської академії наук, Санкт-Петербург, Росія

    нЦя електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    анотація

    Вступ. В останні десятиліття в фотоелектроніка особлива увага приділяється розробці напівпровідникових матричних фотоприйомних пристроїв, які фактично стали ефективною альтернативою існуючим аналоговим телевізійним прийомним системам. Серед таких пристроїв лінійні позиційно-чутливі датчики застосовуються для реєстрації швидких змін в навколишньому середовищі та їх подальшої обробки (наприклад, швидкодіючі локатори літальних апаратів).

    Мета роботи. Створення лінійки кремнієвих р / п-діодів для використання в складі гібридного детектора ІК-випромінювання з метою реєстрації фотоелектронів з тимчасовим дозволом краще 10 нс. Моделювання основних електрофізичних характеристик лінійки.

    Матеріали та методи. У розробляється приладі реєстрація фотоелектронів забезпечується за рахунок наявності приповерхневого поля при використанні р ++ - р-переходу, сформованого дифузією бору в кремній з питомим опором 3 кОм | см. Тягнучий поле, в свою чергу, також формується в області об'ємного заряду між р + + - і п ++ - областями. Для створення п ++ - області проводилась дифузія фосфору. Чисельні розрахунки розподілу потенціалу, концентрації вільних носіїв заряду і струмів проводилися в програмних пакетах одновимірного ф1гМт) і двовимірного (TCAD Synopsys) моделювання. Результати. Проведено двовимірний розрахунок розподілу концентрації вільних носіїв заряду і потенціалу в досліджуваній р / п-структурі. Визначено мінімальні напруги, що забезпечують повне збіднення / -шар, в тому числі для випадку поздовжньої канавки різної глибини. Лінійка тестувалася в складі гібридного фотоелектронного приладу опроміненням світловими імпульсами від ІК-світлодіоди. При напрузі на діодах лінійки -270 В досягнута тривалість фронту сигналу на всіх каналах 5 ... 9 нс. Висновок. Для гібридного детектора інфрачервоного випромінювання розроблена лінійка з 12 кремнієвих р / п-діодів, з розмірами чутливої ​​області елемента 24 х 0.2 мм. За результатами досліджень імпульсної характеристики показано, що без операції утонения досягнута тривалість фронту сигналу на всіх каналах, яка задовольняє вимоги до швидкодіючому позиційно-чутливого датчика інфрачервоного випромінювання.

    Ключові слова: гібридний фотоелектронний прилад, кремнієва електронно-чутлива лінійка р / п-діодів, ІК-фотоприймач

    Для цитування: Кремнієва електронно-чутлива р / п-лінійка, облучаемая зі зворотного боку / М. Р. Айнбунд, Д. Є. Миронов, А. В. Пашук, В. І. Зубков, А. В. Соломонов, В. В. Забродський, А. В. Ніколаєв // Изв. вузів Росії. Радіоелектроніка. 2019. Т. 22, № 5. С. 80-92. doi: 10.32603 / 1993-8985-2019-22-5-80-92

    Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів.

    Подяки. Автори висловлюють подяку О. Є. фоминск за допомогу в проведенні розрахунків в пакеті моделювання TCAD Synopsys.

    Стаття надійшла до редакції 21.06.2019; прийнята до публікації після рецензування 16.08.2019; опублікована онлайн 29.11.2019

    © Айнбунд М. Р., Миронов Д. Є., Пашук А. В., Зубков В. І., Соломонів А. В., Забродський В. В., Миколаїв А. В., 2019

    Контент доступний на умовах ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 License This work is licensed under a Creative Commdns Attribution 4.0 License

    Back-Side Electron-Bombarded Silicon pin-Strip

    Mikhail R. Ainbund1, Denis E. Mironov1, Andrey V. Pashuk1, Vasily I. Zubkov2®, Alexander V. Solomonov2, Vladimir V. Zabrodskii3, Andrey V. Nikolaev3

    1JSC "NRI" Electron ", St Petersburg, Russia

    2Saint Petersburg Electrotechnical University, St Petersburg, Russia

    3Ioffe Institute, St Petersburg, Russia

    13 Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Abstract

    Introduction. In recent decades, in the field of photoelectronics, special attention has been paid to the development of semiconductor matrix photodetectors. These detectors have become an effective alternative to existing television receiving systems. Among such devices, linear position-sensitive sensors are used in cases where the rapid registration of changes to the environment is required (for instance, high-speed locators for flying vehicles). Aim. To develop a strip of silicon pin-diodes as part of a hybrid IR-detector for effective registration of photoelectrons with time resolution less than 10 ns, as well as to model the key electro-physical characteristics of the strip. Materials and methods. In the device under development, the registration of photoelectrons is achieved by the presence of a near-surface field using p ++ - p junction formed by diffusion of boron into the silicon with resistivity of 3 kQ | cm. The pulling field is also formed in the space charge region between p ++ - and n ++ - regions. Diffusion of phosphorus was carried out to create the n ++ - region. Numerical calculations of potential distribution, concentration of free charge carriers and currents were carried out using software for 1D- and 2D-modelling (SimWin and TCAD Synopsys).

    Results. 2D-calculation of charge carrier concentration and potential distribution was performed. The study determined the minimum bias for the complete depletion of the / '- layer, including that for longitudinal grooves of various depths. The strip was tested as part of a hybrid photoelectric device by irradiating light pulses from IR LED. When the voltage on the diodes was reached -270 V, the duration of the signal front on all channels was 5 ... 9 ns. Conclusion. For use in IR-hybrid detectors, a strip of 12 silicon pin-diodes was developed with a sensitive element of 24 x 0.2 mm in dimension. The study of pulse characteristics showed that the necessary duration of the front signal on all channels was achieved without thinning thus satisfying the requirements for high-speed position-sensitive sensor of the infrared radiation.

    Key words: hybrid photoelectric device, Si p / n-strip electron-bombarded charge-coupled device, IR-photosensor

    For citation: Ainbund M. R., Mironov D. E., Pashuk A. V., Zubkov V. I., Solomonov A. V., Zabrodskii V. V., Nikolaev A. V. Back-Side Electron-Bombarded Silicon p / n-Strip. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2019, vol. 22, no. 5, pp. 80-92. doi: 10.32603 / 1993-8985-2019-22-5-80-92

    Conflict of interest. Authors declare no conflict of interest.

    Acknowledgments. The authors are grateful to O. E. Fominsky for his help in making calculations in TCAD Synopsys simulation package.

    Submitted 21.06.2019; accepted 16.08.2019; published online 29.11.2019

    Micro- and Nanoelectronics

    Original article

    Вступ. В останні десятиліття в фотоелектроніка особлива увага приділяється розробці напівпровідникових матричних фотоприйомних пристроїв (focal plane arrays - FPA). Із застосуванням мікроелектронних схем опитування і обробки матричні пристрої стають ефективною альтернативою існуючим анало-

    говим телевізійним прийомним системам [1-5].

    Серед таких пристроїв можна виділити лінійні фотоприймальні прилади, що представляють собою лінійку позиційно-чутливих до випромінювання датчиків. Вони застосовуються там, де потрібна швидка (одиниці-десятки наносекунд) реєстрація змін навколишнього про-

    становки з відповідною відпрацюванням реакції (наприклад, локатори керованих і некерованих літальних апаратів).

    В технології матричних напівпровідникових пристроїв спостерігається стійка тенденція до мініатюризації. Однак зі зменшенням геометричних розмірів пікселів збільшується щільність металевих провідників, а також полікремнієвих шарів, і, як наслідок, знижується частка експонується площі фотоприймача. Тому останнім часом популярною стає архітектура фотоприймального пристрої з освітленням з боку підкладки, на якій немає металевої розводки і структурних покриттів (backside (BS) -Структури) [3, 6, 7].

    У таких перевернутих структурах падаючі на зворотну поверхню фотони в результаті поглинання здійснюють генерацію електронно-доручених пар (внутрішній фотоефект), при цьому електрони в прикладеної різниці потенціалів рухаються до чутливих осередкам (до p-n-переходах) на протилежній стороні. Недоліком даної конструкції є невисока енергія падаючих фотонів (порядку ширини забороненої зони матеріалу), в результаті чого один фотон генерує одну електронно-дірковий пару. Більш перспективною розглядається архітектура приладу, що складається з роздільних фотокатода і анода (подобу фотоелектронного помножувача) [7, 8]. У ньому окремо функціонуючий фотокатод служить детектором падаючих фотонів в потрібному діапазоні довжин хвиль, а BS-кристал з матрицею реєструють пікселів опромінюється фотоелектронами, що вилітають з фотокатода (зовнішній фотоефект). В такому випадку додатком прискорює поля між фотокатодом і анодом можна досягти енергії фотоелектронів в кілька кілоелек-трон-вольт. Ці фотоелектрони, бомбардуючи поверхню напівпровідникового p-n-анода, забезпечують народження сотень електронно-доручених пар в обсязі напівпровідника, що визначає високий коефіцієнт посилення приладу [8, 9].

    Структура виготовленої кремнієвої лінійки РГІ-фотоприймачів. Метою робіт було створення лінійки кремнієвих pin-діодів, яка в складі гібридного детектора інфрачервоного випромінювання повинна забезпечувати ефективну реєстрацію фотоелектронів з енергією 1 ... 5 кеВ і тимчасовим дозволом краще 10 нс. В якост-

    стве бази обраний кремній p-типу електропровідності, так як електрони (неосновні носії заряду в p-Si) є більш рухливими, ніж дірки. Питомий опір кристала 3000 Ом • см [10].

    Сучасні кремнієві детектори реєструють електрони, починаючи від енергії 200 ... 600 еВ (енергетичний поріг реєстрації) до десятків кілоелектрон-вольт і більше. При взаємодії високоенергетичних електронів з твердотільними детекторами реалізується багаторазове пружне і непружні розсіювання електронів в кристалічній решітці [11, 12], що приводить до зміни траєкторії їх руху, аж до можливості виходу частини електронів назад з твердого тіла в вакуум після декількох актів розсіювання в приповерхневої області. Дана особливість розсіювання електронів вимагає мінімізації товщини поверхневих шарів твердотільного детектора, в яких не відбувається ефективного збору неосновних носіїв заряду. Такими шарами є пассивирующие шари діелектриків, шари, що забезпечують мінімізацію поверхневого опору, і приповерхневих області p-n-або ізотипних переходів. Характерні товщини таких шарів зазвичай не більше 10 нм [13, 14].

    Структура шарів розробленого приладу приведена на рис. 1, а. Ефективна реєстрація електронів з енергією близько 2 кеВ забезпечується за рахунок приповерхневого поля при використанні ізотипних p ++ - p-переходу, сформованого дифузією бору з поверхневою концентрації-20 -3

    єю приблизно 10 см. Дифузія бору проводилася методом Chemical Vapor Deposition (CVD) при температурі 900 ° C. Тягне поле, в свою чергу, також формується в області об'ємного заряду між p ++ - і та ++ - областями. Для створення і ++ - області проводилась дифузія фосфору при температурі 950 ° C.

    Профіль домішки бору (рис. 1, б) вимірювався методом вторинної іонної мас-спектрометрії (ВИМС) (штриховий лінією показана область концентрацій, недоступна для вимірювань цим методом). Як видно з малюнка, концентрація бору спадає з поверхні зразка в глибину приблизно експоненціально. Глибину дифузії бору можна приблизно оцінити значенням 50 нм. Як показали ВИМС-вимірювання, сформований дифузією фосфору n ++ - p-перехід розташовується на глибині близько 1600 нм.

    P ++ - Si (B)

    50 нм

    p-Si (p = 3 кОмсм) 350 мкм

    101

    0 1

    100 -

    200 7

    300 / Д \ ч

    400 -

    1016

    1018

    1020

    n, p, см

    poly-n ++ - Si (P)

    1600 нм

    1500 -

    а б

    Мал. 1. Кремнієва pin-структура: а - послідовність шарів; б - розподіл концентрації домішок

    Fig. 1. Silicon pin-structure: а - layer sequence; б - impurity concentration distribution

    Виготовлені зразки характеризуються такими технічними параметрами:

    - загальне число елементів лінійки 12;

    - розміри одного елемента лінійки 2 х 0.2 мм;

    - розміри чутливої ​​області 24 х 0.2 мм.

    На рис. 2 представлена ​​конструкція активної

    області лінійки електронно-чутливих кремнієвих діодів (показані три елементи) і її поперечний зріз. Опромінення електронами здійснюється з боку р ++ - шару. Реєстровані частки поглинаються в області ізотопного р ++ - р-переходу і високоомній бази р-типу і рухаються до р-п ++ - переходу в дрейфовому режимі, яке забезпечується зворотним зміщенням. З метою зменшення часу збору електронів з бази можна ввести утонение середній частині лінійки з вихідної товщини пластини кремнію (350 мкм) аж до 50 мкм. Ширина канавки - 200 мкм. Крім того, утонение призводить до поліпшення частотно-контрастної характеристики фотоприймального пристрою. брати в

    Як вихідний кремнію напівпровідник тонше 250 мкм не можна через крихкість пластини.

    З боку лінійки, протилежної облучаемой, на першому етапі було завдано шар SiO2, потім в виготовлені фотолитографией вікна осідав шар і ++ - полікремнію [10]. Ширина шару poly-Si також становить 200 мкм. Далі на полікремнію формувався алюмінієвий контакт. Відстань між елементами визначається відстанню між сусідніми вікнами в SiO2 - 60 мкм. Верхній р ++ - шар суцільної. На нього також було завдано алюміній з подальшим розкриттям вікна навпроти і ++ - полікремнію. Дно канавки повинен бути вільним від алюмінію. До верхнього електроду прикладається негативний зсув 200 ... 300 В для створення тягне поля в /-області діодів.

    Далі проаналізовані електрофізичні властивості кремнієвої лінійки фотоприймачів, що опромінюється електронами із зворотного боку.

    I

    л 1 U а ~ 2uuu еь _ _

    ГШ

    Е ~ 2000 еВ

    У

    m

    рр

    р

    SiO,

    U = - (200 ... 300) В

    t

    Al

    U = 0

    б

    Мал. 2. Активна область лінійки: а - конструкція; б - поперечний зріз Fig. 2. Active area of ​​the strip: а - design; б - cross section Кремнієва електронно-чутлива ри-лінійка, облучаемая зі зворотного боку Back-Side Electron-Bombarded Silicon РГІ-Strip

    3

    p

    n

    x, нм

    ++

    n

    а

    Розрахунок характеристик кремнієвої лінійки ^ ги-фотоприймачів. Оцінимо зміщення, яке потрібно прикласти між р ++ - і п ++ - областями структури для повного збідніння / -шар. У першому наближенні для цього скористаємося виразом для ширини області об'ємного заряду (ООЗ) різкого р-п-переходу [15]:

    W =

    2880 (Ubi - U) eN '

    (1)

    де е = 11.9 - відносна діелектрична проникність кремнію; - електрична проникність вакууму; іь - контактна різниця потенціалів; і - напруга зсуву; е - заряд електрона; N - концентрація носіїв заряду.

    Область об'ємного заряду формується нерухомими іонами домішки і зростає по кореневого закону зі збільшенням прикладеного зміщення. При перерахунку питомої опору в концентрацію носіїв заряду використовувалися довідкові дані [15]. Для кремнію при 300 К вважаємо, що вся домішка ионизована.

    Результати розрахунку ширини ООЗ в кремнії, що застосовується в якості р / п-фотоприймача, показали, що слаболегірованних кремній з питомим опором р = 3 кОм • см повністю збіднений при напрузі 300 В, а має р = 2 кОм • см при такій напрузі збіднений приблизно на глибину 245 нм. Підкладки п-типу з тим же питомим опором матимуть істотно більшу ширину ООЗ як наслідок меншою концентрації носіїв заряду [15]. При повному збідненості розрахункова ємність структури з зазначеними параметрами виявляється не більше 2 пФ. Таке значення має забезпечити задані характеристики приладу за тимчасовим дозволом в використовуваної схемою зміщення.

    Наведений оціночний розрахунок має велику похибку, оскільки ООЗ в напівпровіднику не має різких меж. Її край розмитий за рахунок кулонівського екранування рухливими електронами. Ширина розмиття характеризується дебаєвської довжиною екранування [15, 16]:

    г (ее0? Г У / 2

    ?Б =

    e p

    де до - постійна Больцмана, еВ / К; T - абсолютна температура, К.

    У слаболегірованних кремнії (з концентрацією

    13 -3

    p < 10 см) при кімнатній температурі Ld матиме значення одиниць мікрометрів, т. Е. Збіднення в реальному приладі настає набагато раніше.

    За допомогою програмного пакету одновимірного моделювання SimWin [17] виконано розрахунок розподілу концентрації вільних носіїв заряду і потенціалу в досліджуваній pin-структури при різних значеннях прикладеної напруги. Параметри напівпровідника, необхідні для розрахунку (товщини шарів і концентрація впровадженої домішки), відповідають рис. 1. Перехід n ++ - p прийнятий практично різким, а профіль концентрації домішки в р ++ - шарі апроксимувати експонентою. Розрахунок проведено для ділянки канавки, де товщина всієї структури становить 150 мкм.

    При відсутності зміщення ООЗ в структурі займає менше 15 мкм. Додаток зміщення негативної полярності призводить до розширення ООЗ, появи в ній електричного поля і невеликого зворотного струму. При U = -100 В ООЗ розширюється практично на всю структуру. Її межа виявляється локалізованої в діапазоні 139 ... 149 мкм (рис. 3). Електричне поле займає всю структуру, створюючи тягне поле для носіїв заряду; його напруженість змінюється від 1.7-102 до 1.3-104 В / см. Як випливає з (1), ширина ООЗ сублінейно зростає з ростом U, так що для збіднення структури товщиною 350 мкм необхідно прикласти напругу вже близько 300 В.

    Розрахована в одновимірному наближенні вольт-амперна характеристика pin-діода демонструвала монотонне зростання щільності

    зворотного струму до значення 90 мАсм2 при напрузі -100 У.

    Для більш повної характеризації лінійки pin-діодів проводився 3D-розрахунок структури в пакеті моделювання TCAD Synopsys. У підпрограмі Structure Editor була побудована об'ємна модель лінійки (рис. 4). Однак детальні розрахунки тривимірної моделі зажадали дуже великих обсягів пам'яті, які не підтримуються пакетом. Причиною цього є, з одного боку, досить великий розмір структури, а з іншого - наявність надзвичайно тонких сильнолегованих шарів, для яких була потрібна дуже докладна сітка. Тому далі все обчислення

    Мал. 3. Результати моделювання роботи p-n переходу при зміщенні U = -100 В: а - концентрація вільних носіїв заряду; б - напруженість електричного поля; в - струм в pin-діод Fig. 3. The results of modeling the work of the p-n junction

    at bias U = -100 V: a - the concentration of free charge carriers; б - electric field strength; в - current in the pin-diode

    z

    Concentration, ст

    IF- 1-00-1015 2.51 |1010

    -6.20 |Ю2

    ^ J-2.51-107 |

    -1.00 | 1012

    виконувалися в квазідвумерном наближенні. У структурі робилися зрізи - поперек структури і вздовж неї (один з них показаний на рис. 4, С1) і формувалися дві нові 2Б-моделі. Положення зрізів варіювалося.

    Поперечний переріз структури. Розподілу потенціалу в поперечному перерізі структури при різних глибині канавки е і доданому напрузі і представлені на рис. 5. З аналізу випливає, що на дні неглибокої канавки забезпечується потенціал, практично рівний прикладеному до металевого електрода на поверхні р ++ - шару (рис. 5, а, й = 100 мкм). Але якщо канавка досить глибока, то навіть р ++ - шар з

    концентрацією більше 1020 см 3 не забезпечує еквіпотенційної і на її дні виявляється всього лише половина доданої до структури різниці потенціалів (рис. 5, б, й = 200 мкм). При цьому сама наявність канавки несуттєво модифікує потенційний рельєф структури, створюваний в першу чергу металевими контактами. Канавка ж як би "занурюється" в наявне електричне поле.

    Двовимірний розподіл області об'ємного заряду р / п-структури має циліндричну форму над металевим контактом, повторюючи Ізопен-потенційні криві рис. 5. У вертикальному перетині потенціал розподілено між металевим контактом і канавкою по квадратичному закону, а напруженість електричного поля - за лінійним.

    Питома щільність струму між металевим

    контактом і канавкою становить приблизно 4 мА / см2.

    Подовжній перетин структури. Проведено розрахунок напруженості електричного поля і розподілу зарядів в поздовжньої геометрії структури. Предметом аналізу стало розподіл електричного поля в напівпровіднику між металевими контактами і його залежність від відстані між контактами. Крім того, досліджувався вплив цієї відстані на змикання ООЗ сусідніх діодів.

    Геометрія і параметри легування структури прийняті відповідними рис. 5, б: глибина канавки й = 200 мкм, відстань між металевими контактами 60 мкм. Напруга зсуву склало 130 В (нульовий потенціал розташовувався на металевому контакті). На рис. 6, а зображено розподіл потенціалу під канавкою, в цілому рівномірний на переважній

    Мал. 4. 3Б-модель pin-лінійки, побудована в TCAD Synopsys Fig. 4. 3D-model of the pin-strip created in TCAD Synopsys

    в

    З 1

    ElectrostatlcPotential (V)

    m 6.258e-01

    -2.381e + 01

    ElectrostatlcPotential (V)

    | 5 258e-01 -2.298e + 01

    0 200 400

    а б

    Мал. 5. Розподіл електростатичного потенціалу в області об'ємного заряду: а - U = 145 В, d = 100 мкм; б - U = 140 В, d = 200 мкм

    Fig. 5. Distribution of electrostatic potential in the space charge region:

    a - U = 145 V, d = 100 | _im; 6 - U = 140 V, d = 200 pm

    Y

    Potential (V) | 0.000e + 01

    50--

    100

    Electric field (V / Cm)

    ____ B2.S0 «» 04

    208M04

    350

    400

    450

    500

    400 500 600 700 800

    а б

    Мал. 6. Розподіл електростатичного потенціалу (а) і напруженості електричного поля (б)

    в структурі з d = 150 мкм при U = 130 В

    Fig. 6. Distribution of electrostatic potential (a) and electric field strength (б) in the structure with d = 100 ЦТ at U = 130 V

    частини глибини структури. Нерівномірність виявляється суттєвою на останніх 20 мкм. Як видно з графіка, посередині між контактами

    існує потенціал порядку -30 В.

    Напруженість електричного поля по вертикалі структури ілюструється рис. 6, б. Як і слід було очікувати, максимальний відхід від рівномірного розподілу напруженості електричного поля спостерігається на краях контактів,

    де вона досягає 2.5 -104 В / см при вказаному значенні прикладеної напруги. При цьому в незакритих контактом ділянці поверхні напруженість поля в 5 разів менше.

    Розподіл повної питомої щільності струму в структурі при зворотній напрузі 130 В наведено на рис. 7. В області, закритою контактами, щільність струму рівномірна і приблизно

    дорівнює 20 мл /

    86...................

    см

    2

    У центрі ток виявляється на

    порядок менше, йдучи до країв металевих контактів. Були розраховані вольт-амперні характеристики для декількох металевих контактів з розмірами 0.3 х 0.2 мкм.

    Порівнювався розподіл потенціалу по структурі при варіюванні відстані між металевими контактами від 40 до 80 мкм. При зміні в зазначених межах потенціал в центрі між ними змінюється від -20 до -40 В, а напруженість електричного поля падає не-3 3

    значно - з 5 -10 до4-10 В / см.Увеліченіе ширини межконтактного зазору до 80 мкм призводить до істотного перерозподілу щільності струму від його центру до металевих контактів. В області межконтактного зазору щільність струму виявляється менше по всій товщині структури, що слід вважати неоптимальним.

    mo x

    Мал. 7. Розподіл повної питомої щільності струму в структурі під канавкою шириною 60 мкм при U = 130 В, d = 200 мкм

    Fig. 7. Distribution of the total current density in the structure under a groove wide 60 pm at U = 130 V, d = 200 ^ m

    Слід мати на увазі, що на дні глибокої канавки виявляється всього лише частина (в разі d = 200 мкм - половина) прикладеної до структури (між металевими контактами зверху і знизу) різниці потенціалів (рис. 5, б). Врахуємо ця обставина, подавши на дно канавки відповідний зменшений потенціал (рис. 8, а). Головний результат - ширина ООЗ не перекриває всі 150 мкм. Близько 25 мкм під канавкою залишаються в області електронейтральності (межа ООЗ показана білою лінією). В даному випадку відстань між нижніми металевими контактами слабо впливає на ширину ООЗ. Її деякий "провисання" в разі великого зазору (80 мкм) слід вважати незначним.

    Розподіл щільності струму в області канавки при обліку зниженого потенціалу на її дні щодо прикладеного до металевого контакту (рис. 8, б) в цілому ідентично раніше наведеним графіками (рис. 7), відрізняючись дещо меншими значеннями. Між нижніми металевими контактами спостерігається зниження щільності струму.

    Для розроблювального швидкісного датчика переміщення важливим параметром є швидкість відгуку окремого діода. Вона визначається часом дрейфового прольоту електрона через структуру і прямо пропорційна довжині прольоту Ь: г = Ь / у, де V = Це - швидкість дрейфу (Е = і / е - напруженість електричного поля).

    Рухливість електронів в кремнії ц з різних довідковими даними становить

    0.14 ... 0.19 м2 / (В-с). Тоді при зміщенні і = 300 В час на проліт структури товщиною е = 350 мкм складе близько 2.7 нс, а при товщині 150 мкм - в 2 рази менше.

    Тестування гібридного ІК-приладу на базі ри-лінійки. Після виготовлення партії діодних лінійок без канавок зразки проходили тестування в складі гібридного фотодетектора: визначалося час наростання імпульсної характеристики (тривалість фронту) відповідно до ГОСТ 11612.13-85. У цих вимірах фотокатод приладу опромінювався світловими імпульсами від світлодіода з довжиною хвилі випромінювання 1310 нм, який розташовувався на відстані 1 см від вхідного вікна приладу. Світлодіод харчувався від генератора

    а б

    Мал. 8. Розподіл потенціалу за структурою (а) і щільність струму в області канавки (б) при доданому до дна канавки напрузі 57 В. Глибина канавки d = 200 мкм, відстань між металевими контактами 60 мкм

    Fig. 8. The potential distribution by structure (a) and current density in the groove region (б) with a voltage applied to the bottom of the groove 57 V. The depth of the groove is d = 200 | m, the distance between the metal contacts is 60 ^ m

    Г5-56 імпульсами напруги негативної полярності амплітудою 3 В. Частота проходження світлових імпульсів становила 2 Гц, тривалість імпульсу генератора 10 нс, фронт і спад імпульсу по 5 нс. Через баластні опір Щ = 25 ГОм на фотокатод подавалося висока напруга ІФК = -2.6 кВ щодо лінійки діодів.

    В експерименті робоча поверхня фотокатода навпаки діодів лінійки обмежувалася діафрагмою з розмірами 2 х 25 мм, встановленої безпосередньо на вхідному вікні. При дослідженні сигналу кожного діода інші діоди лінійки заземлюючих. Відстань між елементами становило 60 мкм. На загальний електрод лінійки від джерела постійного струму подавалося напруга негативної полярності ід, постійний темновой струм в ланцюзі / д контролювався мікроамперметром. Режим харчування для всіх діодів становив ід = -270 В, при цьому,

    як показав аналіз, вся структура була збіднена. Це значення напруги зсуву виявилося трохи нижчим розрахункового для даної товщини активної області фотоприймача. Причиною є обговорювалося раніше дебаєвсьного розмиття краю області об'ємного заряду, а також наявність дифузійних "хвостів" від сильнолегованих шарів, ефективно зменшують товщину ООЗ.

    Осцилограма відгуку одного з діодів на імпульсний сигнал ІК-світлодіода представлена ​​на рис. 9. Сигнал показаний після вирахування перешкод; смуга частот 150 МГц, навантаження 50 Ом. Як видно, фронт реєстрованого сигналу близько 5 нс. В цілому за результатами досліджень при ід = -270 В на всіх каналах приладу досягнута необхідна тривалість фронту сигналу (5 ... 9 нс).

    ід, мВ

    ^ V ^ AA / VA

    -100 -80 -60 -40 -20

    -2V

    20 40 60 80 t, нс

    -4

    Мал. 9. Осцилограма імпульсної характеристики одного pin-діода лінійки

    Fig. 9. Oscillogram of the impulse response of one pin-diode of the strip

    Цей результат демонструє, що на першому етапі розробки можна не застосовувати утонение центральній частині фотоприймача, щоб не ускладнювати технологію виготовлення приладу. Проте відпрацювання комплексу технологічних операцій по прецизійному стоншування фоточутливої ​​області приймача інфрачервоного випромінювання з урахуванням наведених розрахунків в подальшому дасть можливість істотно (до 3 разів) знизити прикладається робоче зсув і в 3 рази збільшити швидкодію фотоприймальний лінійки.

    Висновок. Для гібридного фотодетектора ІК-випромінювання, чутливого в спектральному діапазоні 1 ... 1.6 мкм, розроблена лінійка з 12 кремнієвих р / п-діодів з питомим опором бази кристала 3 кОм • см. Сильнолегованих нанорозмірні р ++ - і п ++ - шари сформовані дифузією бору і фосфору. Розміри чутливої ​​області елемента лінійки 24 х 0.2 мм. В області об'ємного заряду структури формується тягне поле за рахунок доданої зворотної напруги.

    Проведено 2D-розрахунок розподілу концентрації вільних носіїв заряду і потенціалу в р / п-структурі. Визначено мінімальні напруги, що забезпечують повне збіднення / -шар, в тому числі для випадку додатково сформованої поздовжньої канавки різної глибини. Показано, що при варіюванні відстані між металевими контактами від 40 до 80 мкм потенціал в центрі між ними змінюється від -20 до -40 В, а напруженість електричного поля незначно падає.

    Виготовлена ​​лінійка тестувалася в складі готового гібридного фотоелектронного приладу опроміненням світловими імпульсами тривалістю 10 нс від ІК-світлодіоди з довжиною хвилі 1310 нм. Вилітають з ІК-фотокатода фотоелектрони прискорювалися за рахунок подачі на нього високої напруги 2.6 кВ щодо лінійки р / п-діодів і детектувати окремими діодами лінійки. В процесі випробувань прилад витримав напруження до ІФК = -3.5 кВ, діоди

    здатні витримувати струм в імпульсі 150 мкА і більше. Результати досліджень фронту імпульсної характеристики показують, що без операції утонения при напрузі на діоді -270 В була досягнута тривалість фронту сигналу на всіх каналах 5 ... 9 нс, що задовольняє вимогам, що пред'являються до швидкодіючому позиційний-но-чутливого датчика інфрачервоного випромінювання.

    4

    2

    0

    авторський внесок

    Айнбунд М. Р. - введення в проблему; постановка задачі; обговорення результатів.

    Миронов Д. Є. - проведення розрахунків в програмі SimWin; результати вимірювання частотних властивостей фоточутливої ​​лінійки.

    Пашук А. В. - огляд існуючих публікацій в предметної області; результати вимірювання фоточутливості в ІК-області.

    Зубков В. І. - проведення розрахунків в програмі TCAD; моделювання розподілу концентрації носіїв заряду.

    Соломонов А. В. - фізична модель електронно-чутливої ​​лінійки; аналіз результатів.

    Забродський В. В. - вимірювання профілів концентрації домішок в pin-лінійці; характеристики оксидних шарів.

    Миколаїв А. В. - формування сильнолегованих p ++ - і та ++ - шарів методом дифузії; налагодження та опис технологічних режимів.

    Authors 'Contribution

    Mikhail R. Ainbund, introduction to the problem; formulation of the problem; discussion of the results.

    Denis E. Mironov, calculations in the SimWin program; results of measuring the frequency properties of the photosensitive strip.

    Andrey V. Pashuk, a review of existing publications in the subject area; infrared photosensitivity measurement results.

    Vasily I. Zubkov, calculations in the TCAD program; simulation of the distribution of the concentration of charge carriers.

    Alexander V. Solomonov, physical model of the electron sensitive line strip; analysis of the results.

    Vladimir V. Zabrodskii, measurement of impurity concentration profiles in the pin-strip; characteristics of oxide layers.

    Andrey V. Nikolaev, the formation of heavily doped p ++ - and n ++ - layers by diffusion; optimization and description of technological regimes.

    Список літератури

    1. Silicon infrared focal plane arrays / M. Kimata, H. Yagi, M. Ueno, J. Nakanishi, T. Ishikawa, Y. Nakaki, M. Ka-wai, K. Endo, Y. Kosasayama, Y. Ohota, T. Sugino, T. Sone / ed. by G. J. Brown, M. Razeghi // Photodetectors: Materials and Devices VI. Proc. of SPIE. 2001. Vol. 4288. P. 286297. doi: 10.1117 / 12.429416

    2. Пономаренко В. П. Квантова фотосенсоріка. М .: АТ "НВО Оріон", 2018. 648 с.

    3. Rogalski A. Progress in focal plane array technologies (Review) // Progress in Quantum Electronics. 2012. Vol. 36, iss. 2-3. P. 342-473. doi: 10.1016 / j.pquantelec.2012.07.001

    4. Burke B., Jorden P., Vu P. CCD technology // Experimental Astronomy.2005. Vol. 19, iss. 1-3. P. 69-102. doi: 10.1007 / s10686-005-9011 -4

    5. Гібридні високочутливі цифрові телевізійні прилади для УФ і ІЧ спектральних діапазонів / М. Р. Айнбунд, А. В. Гарбуз, А. А. Дементьєв, О. Є. Левіна, Д. Є. Миронов, А. В. Пашук, К. Я. Смирнов, О. В. Чернова // Успіхи прикладної фізики. 2018. Т. 6, № 6. С. 514-517.

    6. Високочутливий гібридний фотоприймальні модуль на основі фотокатодов з негативною електронною спорідненістю і матриць ПЗС (КМОП) з електронним бомбардуванням тильної сторони /

    Л. М. Балясний, А. Б. Балашов, Ю. Н. Гордієнко, Ю. К. Грузевич, Д. Є. Миронов, А. Е. Петров, С. С. Та-таурщіков // Прикладна фізика. 2018. № 4. С. 74-78.

    7. Айнбунд М. Р., Миронов Д. Є., Зубков В. І. Гібридні фотоелектронні прилади (Огляд) // Успіхи прикладної фізики. 2018. Т. 6, № 5. С. 401-407.

    8. Бегучев В. П., Чапкевич А. Л., Філачев А. М. Електронно-оптичні перетворювачі. Стан і тенденції розвитку // Прикладна фізика. 1999. № 2. С. 132-140.

    9. Фізичні основи напівпровідникової фотоелектроніки / А. В. Войцеховський, І. І. Іжнін, В. П. Савчин, Н. М. Ваків. Томськ: Видавничий дім ТГУ, 2013. 560 c.

    10. Гібридний багатоканальний фотоприймач для спектрального діапазону 1-1.6 мкм / М. Р. Айн-бунд, Д. Л. Глібов, В. В. Забродський, Е. Е. Левина, Д. Є. Миронов, А. В. Миколаїв , А. В. Пашук, К. Я. Смирнов, В. М. Фролов // Прикладна фізика. 2018. № 6. С. 54-59.

    11. Hanoka J. I., Bell R. O. Electron-beam-induced currents in semiconductors // Ann. Rev. Mater. Sci. 1981. Vol. 11. P. 353-380. doi: 10.1146 / annurev.ms.11.080181.002033

    12. Беспалов В. І. Взаємодія іонізуючих випромінювань з речовиною. Томськ: Изд-во ТПУ, 2007. 368 с.

    13. Fundamental limits to detection of low-energy ions using silicon solid-state detectors / H. O. Funsten, S. M. Ritzau, R. W. Harper, R. Korde // App. Phys. Lett. 2004. Vol. 84, № 18. P. 3552-3554. doi: 10.1063 / 1.1719272

    14. Характеризація напівпровідникових детекторів монокінетіческіх і відбитих електронів з енергією 1-30 кеВ / А. В. Гостєв, С. А. Діцман, В. В. Забродський, М. В. Забродська, Ф. А. Лук'янов, Е. І. Рау, Р. А. Сен-нов, В. Л. Суханов // Изв. РАН. Сер. Фізична. 2008. Т. 72, № 11. С. 1539-1544.

    15. Sze S. M., Kwok K. Ng. Physics of Semiconductor Devices. New Jersey: John Wiley & Sons, 2006. 832 p. doi: 10.1002 / 0470068329

    16. Зубков В. І. Діагностика напівпровідникових наногетероструктур методами спектроскопії адміт-Тансу. СПб., М .: ТОВ "Техномедіа" / Елмор, 2007. 220 с.

    17. Winston D. Physical simulation of optoelectronic semiconductor devices. Boulder: University of Colorado, 1996. 186 p.

    Інформація про авторів

    Айнбунд Михайло Рувимович - кандидат технічних наук (1974), начальник відділу АТ «ЦНДІ" Електрон "». Автор понад 100 наукових робіт. Сфера наукових інтересів - фотоелектроніка, фізика твердого тіла, гібридні фотоприймальні пристрої, твердотільні матричні фотоприймальні пристрої. Адреса: АТ «ЦНДІ" Електрон "», пр. Тореза, д. 68, літ. Р, Санкт-Петербург, 194223, Росія E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Миронов Денис Євгенович - інженер за фахом "Радіотехніка" (1999), Санкт-Петербурзький державний університет телекомунікацій ім. проф. М. А. Бонч-Бруєвича, провідний науковий співробітник АТ «ЦНДІ" Електрон "». Автор 11 наукових робіт. Сфера наукових інтересів - фотоелектроніка, радіотехніка, гібридні фотоприймальні пристрої, твердотільні матричні фотоприймальні пристрої.

    Адреса: АТ «ЦНДІ" Електрон "», пр. Тореза, д. 68, літ. Р, Санкт-Петербург, 194223, Росія E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Пашук Андрій Володимирович - закінчив Ленінградський державний університет ім. А. А. Жданова (1984), начальник лабораторії АТ «ЦНДІ" Електрон "». Автор 28 наукових робіт. Сфера наукових інтересів - фотоелектроніка, гібридні фотоприймальні пристрої, інфрачервона техніка, твердотільні матричні фотоприймальні пристрої.

    Адреса: АТ «ЦНДІ" Електрон "», пр. Тореза, д. 68, літ. Р, Санкт-Петербург, 194223, Росія E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Зубков Василь Іванович - доктор фізико-математичних наук (2008), професор (2018) кафедри мікро- та наноелектроніки Санкт-Петербурзького державного електротехнічного університету "ЛЕТІ" ім. В. І. Ульянова (Леніна). Автор понад 170 наукових робіт. Сфера наукових інтересів - фізика твердого тіла і фізика напівпровідників, наноелектроніка, моделювання та діагностика квантово-розмірних гетероструктур.

    Адреса: Санкт-Петербурзький державний електротехнічний університет "ЛЕТІ" ім. В. І. Ульянова (Леніна), вул. Професори Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376, Росія E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. https://orcid.org/0000-0001-6830-6899

    Соломонов Олександр Васильович - доктор фізико-математичних наук (2000), професор (2002), декан факультету електроніки, професор кафедри мікро- та наноелектроніки Санкт-Петербурзького державного електротехнічного університету "ЛЕТІ" ім. В. І. Ульянова (Леніна). Автор понад 140 наукових робіт. Сфера наукових інтересів - мікроелектроніка та оптика напівпровідників, наноелектронних-ка, квантово-розмірні гетероструктури.

    Адреса: Санкт-Петербурзький державний електротехнічний університет "ЛЕТІ" ім. В. І. Ульянова (Леніна), вул. Професори Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376, Росія E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. https: // orcid. org / 0000-0001-6721-4159

    Забродський Володимир Вікторович - інженер за фахом "Мікроелектроніка" (2001), Санкт-Петербурзький державний електротехнічний університет "ЛЕТІ" ім. В. І. Ульянова (Леніна), науковий співробітник ФТІ ім. А. Ф. Іоффе РАН. Автор 32 наукових робіт. Сфера наукових інтересів - фотоелектроніка, кремнієві фотодіоди, технологія напівпровідникових приладів.

    Адреса: Фізико-технічний інститут ім. А. Ф. Іоффе Російської академії наук, Політехнічна вул., Д. 26, Санкт-Петербург, 194021, Росія E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. https://orcid.org/0000-0001-8065-6517

    Миколаїв Андрій Валерійович - кандидат хімічних наук (2013), науковий співробітник ФТІ ім. А. Ф. Іоффе РАН. Автор 9 наукових робіт. Сфера наукових інтересів - фотоелектроніка, кремнієві фотодіоди, технологія напівпровідникових приладів.

    Адреса: Фізико-технічний інститут ім. А. Ф. Іоффе Російської академії наук, Політехнічна вул., Д. 26, Санкт-Петербург, 194021, Росія E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    References

    1. Kimata M., Yagi H., Ueno M., Nakanishi J., Ishikawa T., Nakaki Y., Kawai M., Endo K., Kosasayama Y., Ohota Y., Sugino T., Sone T. Silicon Infrared Focal Plane Arrays. Photodetectors: Materials and Devices VI, ed. by G. J. Brown, M. Razeghi. Proc. of SPIE. 2001, vol. 4288, pp. 286-297. doi: 10.1117 / 12.429416

    2. Ponomarenko V. P. Kvantovaya fotosensorika [Quantum Photosensory]. Moscow, JSC "NPO Orion", 2018, 648 p. (In Russ.)

    3. Rogalski A. Progress in Focal Plane Array Technologies (Review). Progress in Quantum Electronics. 2012 vol. 36, iss. 2-3, pp. 342-473. doi: 10.1016 / j.pquantelec.2012.07.001

    4. Burke B., Jorden P., Vu P. CCD technology. Experimental Astronomy. 2005, vol. 19, iss. 1-3, pp. 69-102. doi: 10.1007 / s10686-005-9011 -4

    5. Ainbund M. R., Garbuz A. V., Dement'ev A. A., Lev-ina E. E., Mironov D. E., Pashuk A. V., Smirnov K. Ya., Chernova O. V. Hybrid High Sensitive Digital TV Devices for UV and IR Spectral Ranges. Advances in Applied Physics. 2018, vol. 6, no. 6, pp. 514-517. (In Russ.)

    6. Balyasnyi L. M., Balashov A. B., Gordienko Yu. N., Gruzevich Yu. K., Mironov D. E., Petrov A. E., Tataursh-chikov S. S. High-Sensitivity Hybrid Device Based on Photocathodes with Negative Electronic Affinity and CCD (CMOS) Matrixes with Electron Bombardment its Back Side. Applied Physics. 2018, no. 4, pp. 74-78. (In Russ.)

    7. Ainbund M. R., Mironov D. E., Zubkov V. I. Hybrid Photoelectronic Devices (a review). Advances in Applied Physics. 2018, vol. 6, no. 5, pp. 401-407. (In Russ.)

    8. Beguchev V. P., Chapkevich A. L., Filachev A. M. Image Intensifiers Today. State and Basic Development Tendencies. Applied Physics. 1999 року, no. 2, pp. 132-140. (In Russ.)

    9. Voitsekhovskii A. V., Izhnin I. I., Savchin V. P., Vakiv N. M. Fizicheskie osnovy poluprovodnikovoi foto-

    elektroniki [Physical Fundamentals of Semiconductor Photoelectronics]. Tomsk, Izd. dom TGU, 2013, 560 p. (In Russ.)

    10. Ainbund MR, Glebov DL, Zabrodskii VV, Lev-ina EE, Mironov DE, Nikolaev AV, Pashuk AV, Smirnov K. Ya., Frolov VM Hybrid Multi-Channel Photo-detector for 1-1.6 | jm Spectral Range Applied Physics . 2018, no. 6, pp. 54-59. (In Russ.)

    11. Hanoka J. I., Bell R. O. Electron-Beam-Induced Currents in Semiconductors. Ann. Rev. Mater. Sci., 1981, vol. 11, pp. 353-380. doi: 10.1146 / annurev.ms.11.080181.002033

    12. Bespalov V. I. Vzaimodeistvie ioniziruyushchikh izlucheniis veshchestvom [The Interaction of Ionizing Radiation with Matter]. Tomsk, Izd-vo TPU, 2007, 368 p. (In Russ.)

    13. Funsten H. O., Ritzau S. M., Harper R. W., Korde R. Fundamental Limits to Detection of Low-Energy Ions Using Silicon Solid-State Detectors. App. Phys. Lett. 2004, vol. 84, no. 18, pp. 3552-3554. doi: 10.1063 / 1.1719272.

    14. Gostev A. V., Ditsman S. A., Zabrodskii V. V., Za-brodskaya N. V., Luk'yanov F. A., Rau E. I., Sennov R. A., Su-khanov V. L. Characterization of Semiconductor Detectors of Monokinetic and Reflected Electrons with an Energy of 1-30 keV. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2008, vol. 72, no. 11, pp. 1539-1544. (In Russ.)

    15. Sze S. M., Kwok K. Ng. Physics of Semiconductor Devices. New Jersey, John Wiley & Sons, 2006, 832 p. doi: 10.1002 / 0470068329

    16. Zubkov V. I. Diagnostika poluprovodnikovykh nanogeterostruktur metodami spektroskopii admittansa [Diagnostics of Semiconductor Nanoheterostructures by Admittance Spectroscopy]. Moscow, Elmor, 2007, 220 p. (In Russ.)

    17. Winston D. Physical Simulation of Optoelectronic Semiconductor Devices. Boulder, University of Colorado, 1996. 186 p.

    Information about the Authors

    Mikhail R. Ainbund, Cand. Sci. (Eng.) (1974), Head of Department JSC «NRI« Electron ». The author of more than 100 scientific publications. Area of ​​expertise: photoelectronics, solid state physics, hybrid photoelectric devices, solid state matrix photoelectric devices.

    Address: JSC "NRI" Electron ", 68 Toreza Ave., St Petersburg 194223, Russia E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Denis Ye. Mironov, Engineer on Radio engineering (1999, St Petersburg State University of Telecommunications), Leading Researcher of JSC «NRI« Electron ». The author of 11 scientific publications. Area of ​​expertise: photoelectronics, radio engineering, hybrid photoelectric devices, solid state matrix photoelectric devices. Address: JSC NRI Electron, 68 Toreza Ave., St Petersburg 194223, Russia E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Andrey V. Pashuk, Head of Laboratory JSC «NRI« Electron ». The author of 28 scientific publications. Area of ​​expertise: photoelectronics, hybrid photoelectric devices, IR-technique, solid state matrix photoelectric devices. Address: JSC "NRI" Electron ", 68 Toreza Ave., St Petersburg 194223, Russia E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Vasily I. Zubkov, Dr. Sci. (Phys.) (2008), Professor (2018) of Department of Micro- and Nanoelectronics Saint Petersburg Electrotechnical University. The author of more than 170 scientific publications. Area of ​​expertise: solid state physics and physics of semiconductors, nanoelectronics, simulation and diagnostics of quantum-sized structures. Address: Saint Petersburg Electrotechnical University, 5 Professor Popov Str., St Petersburg 197376, Russia E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. https://orcid.org/0000-0001-6830-6899

    Alexander V. Solomonov, Dr. Sci. (Phys.) (2000), Professor (2002), Dean of Faculty of Electronics, Professor of Department of Micro- and Nanoelectronics Saint Petersburg Electrotechnical University. The author of more than 140 scientific publications. Area of ​​expertise: microelectronics and optics of semiconductors, nanoelectronics, quantum-sized heterostructures.

    Address: Saint Petersburg Electrotechnical University, 5 Professor Popov Str., St Petersburg 197376, Russia E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. https: // orcid. org / 0000-0001-6721-4159

    Vladimir V. Zabrodskii, Engineer on Microelectronics (2001), Saint Petersburg Electrotechnical University, Research Fellow of Ioffe Institute. The author of 32 scientific publications. Area of ​​expertise: photoelectronics, silicon photodiodes, technology of semiconductor diodes.

    Address: Ioffe Institute, 26 Politekhnicheskaya Str., St Petersburg 194021, Russia

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    https://orcid.org/0000-0001-8065-6517

    Andrey V. Nikolaev, Cand. Sci. (Chem.) (2013), Research Fellow of Ioffe Institute. The author of 9 scientific publications. Area of ​​expertise: photoelectronics, silicon photodiodes, technology of semiconductor diodes. Address: Ioffe Institute, 26 Politekhnicheskaya Str., St Petersburg 194021, Russia E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.


    Ключові слова: ГІБРИДНИЙ фотоелектронна ПРИЛАД / КРЕМНІЄВА ЕЛЕКТРОННО-ЧУТЛИВА ЛІНІЙКА PIN-ДІОДІВ / ІК-фотоприймачів / HYBRID PHOTOELECTRIC DEVICE / SI PIN-STRIP ELECTRON-BOMBARDED CHARGE-COUPLED DEVICE / IR-PHOTOSENSOR

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити