https://doi.org/10.15407/jopt.2017.52.141
Optoelectron. Semicond. Tech. 52, 141-150 (2017)
Yu.V. Goltvyanskyi, O. J. Gudymenko, O.V. Dubikovskyi, O.I. Liubchenko, O.S. Oberemok, T.M. Sabov, S.V. Sapon, K.I. Chunikhina
INVESTIGATION OF PHOTODIODE FORMATION PROCESSES IN InSb BY USING BERYLLIUM ION IMPLANTATION
The processes of photodiode structure formation in indium antimonide single crystals have been described. Two variants of the photodiode structures have been considered, namely: planar diode and mesastructure. It has been shown that the chosen technological parameters (dose of beryllium implantation, energy of implantation, annealing modes) provide formation of structures sensitive to infrared radiation. The proposed mesastructure technology has the following advantages: the reverse current for the planar diode is much larger, the diodes with mesastructure have higher sensitivity and much lower dark current value.
Keywords: photodetector, InSb, mesastructure, ion implantation, SIMS.
References
1. Kladko V.P., Gudymenko O.Yo. Modelling of X-Ray rocking curve for layers after two-stage ion-implantation. Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics. 2017. 20, No 3. P. 355-361.
https://doi.org/10.15407/spqeo20.03.355
2. Downs C., Vandervelde T.E. Progress in infrared photodetectors since 2000. Sensors. 2013. 13. P. 5054-5098.
https://doi.org/10.3390/s130405054
3. Hurwitz C.E. and Donnelly I.P. Planar InSb photodiodes fabricated by Be and Mg ion implantation. Solid-State Electron. 1975. 18, No. 9. P. 753-756.
https://doi.org/10.1016/0038-1101(75)90152-5
4. Patent na korisnu model № 115173, Ukrayina, MPK H01L 31/18, H01L 21/265 (2006.01). Sposib vigotovlennya fotodioda na antimonidi indiyu. Romanyuk B.M., Sapon S.V., Gudimenko O.J., Popov V.G., Musayev S.M., Kalistij G.V., Pedchenko Yu.M., Dubikovskij O.V. Zayavka № u2016 09206, 02.09.2016. Opubl. 10.04.2017. Byul. №7. (in Ukrainian)
5. Sukach A.V., Tetorkin V.V., Matiyuk I.M., Tkachuk A.I. InSb Fotodiodi (Oglyad. Chastina I). Optoelektronika i poluprovodnikovaya tehnika. 2016. Vyp. 51. C. 43-68. (in Ukrainian)
https://doi.org/10.15407/jopt.2016.51.043
6. Sukach A.V., Tetorkin V.V., Matiyuk I.M., Tkachuk A.I. InSb Fotodiodi (Oglyad. Chastina II). Optoelektronika i poluprovodnikovaya tehnika. 2016. Vyp. 51. C. 69-90. (in Ukrainian)
https://doi.org/10.15407/jopt.2016.51.069
7. Patent na korisnu model № 115174, Ukrayina, H01L 31/18, H01L 21/265 (2006.01). Sposib vigotovlennya fotodiodiv na antimonidi indiyu. Kladko V.P., Goltvyanskij Yu.V., Romanyuk A.B., Melnik V.P., Oberemok O.S., Fedulov V.V., Sabov T.M., Safryuk N.V. Zayavka № u2016 09207, 02.09.2016. Opubl. 10.04.2017. Byul. №7. (in Ukrainian)
8. Declemy M.I.A.E.-A.A., Sauvage T., Kotai E., Leveque P. Be- and Mg-ion implantation-induced damage in InSb. Mater. Sci. in Semiconductor Process. 4. 2001. P. 277-279.
https://doi.org/10.1016/S1369-8001(00)00121-9
9. Patent RF № 2461914, MPK H01L31/036 (2006.01). Planarnyj fotodiod na antimonide indiya. Astahov V.P., Astahova G.S., Gindin P.D., Karpov V.V., Mihajlova E.V. Zayavka № 2011123854/28, 14.06.2011. Opubl. 20.09.2012. (in Russian)
10. Langan I.D., Vismanasan C.R. Characterization of improved InSb interface. J. Vac. Sci. Technol. 1979. 16, No. 5. P. 1474-1477.
https://doi.org/10.1116/1.570225
11. Kreutz E.W., Rickus E. and Sotnik N. The effect of temperature on the stoichiometry of InSb(110) surfaces. Surf. Technol. 1980. 11. P. 171-177.
https://doi.org/10.1016/0376-4583(80)90044-8
12. Liu J. Rapid thermal annealing characteristics of Be implanted into InSb. Appl. Surf. Sci. 126. 1998. P. 231-234.
https://doi.org/10.1016/S0169-4332(97)00695-8
13. http://www.srim.org/
Ю.В. Голтвянський, О.Й. Гудименко, О.В. Дубіковський, О.І. Любченко, О.С. Оберемок, Т.М. Сабов, С.В. Сапон, К.І. Чуніхіна
ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ФОРМУВАННЯ ФОТОДІОДІВ В InSb ПРИ ІОННІЙ ІМПЛАНТАЦІЇ БЕРИЛІЮ
Описано процеси формування діодних структур у монокристалах антимоніду індію. Розглянуто два варіанти конструкції фотодіодних структур: планарний діод та мезаструктура. Показано, що вибрані технологічні параметри (доза імплантації берилію, енергія імплантації, режими відпалів) забезпечують формування структур, чутливих до інфрачервоного випромінювання. Запропонована технологія мезаструктур має такі переваги: зворотні струми для планарного діода є значно більшими, діоди з мезаструктурою мають більшу чутливість і значно менші темнові струми.
Ключові слова: фотоприймач, InSb, мезаструктура, іонна імплантація, ВІМС.