Кремнієвий p–i–n-фотодіод із підвищеною імпульсною чутливістю

P-n junction semiconductor photodetectors are widely used in various fields of science and technology, including automation and telecontrol, instrumentation equipment, tracking systems, guidance, etc. The most demanded photoelectronic devices are silicon p-i-n photodiodes (PD). Their main field of a...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2021
Hauptverfasser: Kukurudziak, Mykola, Dobrovolsky, Yuriy
Format: Artikel
Sprache:Ukrainisch
Veröffentlicht: PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2021
Schlagworte:
Online Zugang:https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2021.1-2.61
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Technology and design in electronic equipment

Institution

Technology and design in electronic equipment
_version_ 1860742121580920832
author Kukurudziak, Mykola
Dobrovolsky, Yuriy
author_facet Kukurudziak, Mykola
Dobrovolsky, Yuriy
author_sort Kukurudziak, Mykola
baseUrl_str https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/oai
collection OJS
datestamp_date 2026-03-26T12:29:18Z
description P-n junction semiconductor photodetectors are widely used in various fields of science and technology, including automation and telecontrol, instrumentation equipment, tracking systems, guidance, etc. The most demanded photoelectronic devices are silicon p-i-n photodiodes (PD). Their main field of application are installations using laser beams of near IR optical radiation spectrum, λ = 1060 nm, in particular.The article provides considerations and limit requirements for production of high-responsivity silicon p-i-n photodiodes and making theoretical parameters consistent with real photodiodes made according to the design. Characteristic properties of technology, construction and final parameters of the manufactured four-element segment p–i–n photodiode with a guard ring are described.The authors describe the criteria for choosing the material for making high-responsivity photodiodes. Results of the theoretical design for the capacitance of the photodiode based on the materials of different resistivity are presented. A theoretically possible value for the dark current of the responsive elements and the guard ring is considered for the silicon of 18 kOhm·cm. Criteria for the thickness of the PD crystal and the doped areas that provide for the maximum width of the space-charge region are presented. The dependence of the current pulse monochromatic responsivity from the operating voltage of the photodiode is shown for substrates with different thickness.The photodiodes obtained during this study have the pulse monochromatic responsivity of 0.48 A/W, which is higher than that of commercial products of well-known foreign manufacturers. The results achieved demonstrate that this technology is effective and the assumptions made during the calculation stage are valid.
doi_str_mv 10.15222/TKEA2021.1-2.61
first_indexed 2025-09-24T17:30:23Z
format Article
id oai:tkea.com.ua:article-88
institution Technology and design in electronic equipment
keywords_txt_mv keywords
language Ukrainian
last_indexed 2026-03-26T16:19:30Z
publishDate 2021
publisher PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
record_format ojs
spelling oai:tkea.com.ua:article-882026-03-26T12:29:18Z Silicon p-i-n photodiode with increased pulse sensitivity Кремнієвий p–i–n-фотодіод із підвищеною імпульсною чутливістю Kukurudziak, Mykola Dobrovolsky, Yuriy photodiode silicon pulse responsivity фотодіод кремній імпульсна чутливість P-n junction semiconductor photodetectors are widely used in various fields of science and technology, including automation and telecontrol, instrumentation equipment, tracking systems, guidance, etc. The most demanded photoelectronic devices are silicon p-i-n photodiodes (PD). Their main field of application are installations using laser beams of near IR optical radiation spectrum, λ = 1060 nm, in particular.The article provides considerations and limit requirements for production of high-responsivity silicon p-i-n photodiodes and making theoretical parameters consistent with real photodiodes made according to the design. Characteristic properties of technology, construction and final parameters of the manufactured four-element segment p–i–n photodiode with a guard ring are described.The authors describe the criteria for choosing the material for making high-responsivity photodiodes. Results of the theoretical design for the capacitance of the photodiode based on the materials of different resistivity are presented. A theoretically possible value for the dark current of the responsive elements and the guard ring is considered for the silicon of 18 kOhm·cm. Criteria for the thickness of the PD crystal and the doped areas that provide for the maximum width of the space-charge region are presented. The dependence of the current pulse monochromatic responsivity from the operating voltage of the photodiode is shown for substrates with different thickness.The photodiodes obtained during this study have the pulse monochromatic responsivity of 0.48 A/W, which is higher than that of commercial products of well-known foreign manufacturers. The results achieved demonstrate that this technology is effective and the assumptions made during the calculation stage are valid. Представлено розрахунок і граничні вимоги для виробництва кремнієвих p–i–n-фотодіодів із підвищеною чутливістю, проведено узгодження теоретичних параметрів із реальними фотодіодами, виготовленими згідно з розрахунком. Описано особливості конструкції чотириелементного сегментного p–i–n-фотодіода з охоронним кільцем та технології, які дозволили створити прилад з імпульсною монохроматичною чутливістю 0,48 А/Вт. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2021-03-23 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2021.1-2.61 10.15222/TKEA2021.1-2.61 Technology and design in electronic equipment; No. 1–2 (2021): Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature; 61-67 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 1–2 (2021): Технология и конструирование в электронной аппаратуре; 61-67 3083-6549 3083-6530 10.15222/TKEA2021.1-2 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2021.1-2.61/81 Copyright (c) 2021 Mykola Kukurudziak, Yuriy Dobrovolsky http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
spellingShingle фотодіод
кремній
імпульсна чутливість
Kukurudziak, Mykola
Dobrovolsky, Yuriy
Кремнієвий p–i–n-фотодіод із підвищеною імпульсною чутливістю
title Кремнієвий p–i–n-фотодіод із підвищеною імпульсною чутливістю
title_alt Silicon p-i-n photodiode with increased pulse sensitivity
title_full Кремнієвий p–i–n-фотодіод із підвищеною імпульсною чутливістю
title_fullStr Кремнієвий p–i–n-фотодіод із підвищеною імпульсною чутливістю
title_full_unstemmed Кремнієвий p–i–n-фотодіод із підвищеною імпульсною чутливістю
title_short Кремнієвий p–i–n-фотодіод із підвищеною імпульсною чутливістю
title_sort кремнієвий p–i–n-фотодіод із підвищеною імпульсною чутливістю
topic фотодіод
кремній
імпульсна чутливість
topic_facet photodiode
silicon
pulse responsivity
фотодіод
кремній
імпульсна чутливість
url https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2021.1-2.61
work_keys_str_mv AT kukurudziakmykola siliconpinphotodiodewithincreasedpulsesensitivity
AT dobrovolskyyuriy siliconpinphotodiodewithincreasedpulsesensitivity
AT kukurudziakmykola kremníêvijpinfotodíodízpídviŝenoûímpulʹsnoûčutlivístû
AT dobrovolskyyuriy kremníêvijpinfotodíodízpídviŝenoûímpulʹsnoûčutlivístû