Коррекция характеристик кремниевых фотодиодов путем применения ионной имплантации

Рассмотрены результаты измерений электрофизических параметров кремниевых pin-фотодиодов после имплантации дефектообразующих ионов и последующей термической обработки, которые открывают новый способ уменьшения темнового тока и увеличения выхода годных приборов. Данные электрофизических измерений сопоставлены с результатами структурных исследований. Экспериментально установлена эффективность облучения протонами периферии $n^{+}$–$p$-переходов для защиты поверхности pin-фотодиодов на основе высокоомного кремния. Определены оптимальные условия – режимы облучения протонами и последующего термического отжига (энергии $E$ = 100 + 200 + 300 кэВ, доза $D$ = 2 $\cdot$ 10$^{16}$ см$^{-2}$, температура $T$ = 300$^\circ$C, время $t$ = 2 ч), при которых происходит формирование поверхностного слоя с оптимальными для достижения минимальных темновых токов фоточувствительных площадок и охранного кольца характеристиками. Применение этих режимов к серийным pin-фотодиодам с глубиной залегания $n^{+}$–$p$-переходов $\sim$3 мкм позволило снизить темновой ток на порядок величины и повысить выход годных приборов.