Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка типоразмерного ряда дискретных и многоэлементных кремниевых фотодиодов фотовольтаического применения для сканирующих, акселерометрических и гироскопических систем.

Докладчик: Леготин Сергей Александрович

Должность: Ассистент, научный сотрудник, к.т.н.

Цель проекта:
Целью проекта является - разработка технических решений по проектированию типоразмерного ряда (1, 2, 4, 16, 48 площадок) дискретных и многоэлементных кремниевых фотодиодов фотовольтаического применения для сканирующих, акселерометрических и гироскопических систем. Разработанные в рамках данного проекта технические решения позволят повысить чувствительность, снизить темновые токи и уровень шумов и повысить стабильность фотодиодов. Применение таких фотодиодов значительное улучшит параметры сканирующих, акселерометрических и гироскопических систем.

Основные планируемые результаты проекта:
Проведено математическое моделирование различных вариантов конструкций элементарных ячеек кремниевых фотодиодов фотовольтаического применения; выбрана оптимальная конструкция элементарной ячейки кремниевого фотодиода фотовольтаического применения; выбраны параметры исходного материала для фотодиодных структурах; разработан лабораторный технологический регламент изготовления фотодиодных структур; разработан стенд измерения параметров кремниевых фотодиодов фотовольтаического применения.
В рамках проекта будут разработаны дискретных и многоэлементных кремниевых фотодиодов фотовольтаического применения для сканирующих, акселерометрических и гироскопических систем со следующими характеристиками:
- рабочая длина волны – в диапазоне 0,4÷1,1 мкм;
- геометрические размеры площадок 1 на 1, 1,4 на 1,4 и 1,5 на 1,5 мм2;
- темновой ток на уровне 10-100 нА/мм2;
- прямое падение напряжения (при токе 10 мА) - 1,2 В;
- токовая чувствительность - 10-100 мА/лм.
Новизна научных идей и технических решений подтверждается изобретениями и публикациями в научной литературе.
В настоящее время в сканирующих, акселерометрических и гироскопических системах используются фотодиоды, разработанные для применения в фотодиодном режиме при обратных смещениях (5-30) В. Такие фотодиоды часто обладают повышенным прямыми падениями напряжения из-за чего снижается их токовая чувствительность, возрастает уровень шумов и уменьшается стабильность при фотовольтаическом применении.
Заявленные результаты будут достигнуты за счет использования оригинальных (патентно-чистых) научно- технических решений в области микроэлектронных технологий. Риски, в основном, связаны с отставанием имеющихся в России кремниевых технологий от мирового уровня.


Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разработанные дискретные и многоэлементные кремниевых фотодиодов фотовольтаического применения будут применяться в современных сканирующих, акселерометрических и гироскопических системах.
Разработанные технические решения будут внедрены на ОАО ОАО "Швабе - Фотосистемы (индустриальный партнер).

Текущие результаты проекта:
В ходе выполнения 1 этапа работы:
- проведен аналитический обзор современной научно-технической литературы затрагивающей научно-техническую проблему;
- проведены патентные исследования в соответствие с ГОСТ 15.011-96;
-проведено исследование существующих аналогов полупроводниковых фотоприемников для определения путей повышения их эксплуатационных характеристик;
- проведено математическое моделирование различных вариантов конструкций элементарных ячеек кремниевых фотодиодов фотовольтаического применения;
- проведен выбор оптимальной конструкция элементарной ячейки кремниевого фотодиода фотовольтаического применения;
- проведен выбор исходных материалов и построение профиля распределения примеси в фотодиодных структурах;
- проведена разработка лабораторного технологического регламента изготовления фотодиодных структур;
- проведен расчет основных параметров кремниевых фотоприемников.
- разработан и изготовлен стенд для измерения параметров кремниевых фотодиодов фотовольтаического применения;
- проведен выбор технологических процессов и расчёт режимов их проведения для обеспечения изготовления фотодиодных структур.