Naslov
Optimiranje strukture fotodiode za detekciju na određenim valnim duljinama

Autori
Stipetić, Eduard

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, preddiplomski

Fakultet
Fakultet elektrotehnike i računarstva

Mjesto
Zagreb

Datum
09.07

Godina
2010

Stranica
46

Mentor
Suligoj, Tomislav

Ključne riječi
///

Sažetak
Fotodioda je p-n spoj ili je p-i-n strukture. Kada foton dovoljne energije pogodi diodu, uzbuđuje elektron i time stvara pokretni par elektron-šupljina. Ako se apsorpcija dogodi unutar osiromašenog sloja p-n spoja ili na udaljenosti od jedne difuzijske duljine od osiromašenog sloja, ti nosioci su razdvojeni poljem koje vlada unutar osiromašenog područja. Šupljine se pomiču prema anodi, a elektroni prema katodi i time se stvara fotostruja. Optimiranje strukture p-i-n fotodiode za detekciju na određenim valnim duljinama vršeno je pomoću 2D računalnih simulacija u programu MEDICI. Korisiti se tipična struktura p-i-n fotodiode sa intrinsičnim slojem n debljine 40 μm i dopinga 5•10^12cm-3 koji se nalazi između visoko dopiranih p+ i n+ slojeva. p+ sloj je debljine 0.1 μm i dopiran na 10^20cm-3 dok je n+ sloj debljine 40 μm i dopiran na 10^15cm-3. Fotodioda se pri propusnoj polarizaciji ponaša slično kao i obična p-n dioda sa nešto manjim naponom koljena od 0.5V i sporijim porastom struje zbog velikog serijskog otpora intrinsičnog sloja. Bez prisustva svjetla pri zapornom naponu od 3V kroz fotodiodu teče tamna struja reda veličine 10^-12 A/μm. Dovođenjem zapornog napona od 3V na fotodiodu proširujemo osiromašeni sloj sa 10 μm pri 0V na 30 μm. Tim povećanjem površine osiromašenog sloja više elektrona i šupljina stvorene fotogeneracijom se razdvaja te se fotostruja povećava. Intenzitet svjetlosti korišten u simulacijama je 25W/cm^2. Struja je najveća za valne duljine od oko 1 μm i reda je veličine 10-6 A/μm. Na manjim i većim valnim duljinama od 1 μm struja se smanjuje. Razlog tome je preplitka apsorpcija kod manjih valnih duljina i preduboka kod većih valnih duljina. Fotogeneracija se dešava izvan osiromašenog sloja i nosioci se ne razdvajaju zbog nepostojanja polja.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika

POVEZANOST RADA