haku: @keyword simulaatio / yhteensä: 58
viite: 7 / 58
Tekijä:Heinonen, Juha
Työn nimi:Simulation and optimization of nanostructured silicon photodiode
Nanokuvioidun piifotodiodin simulointi ja optimointi
Julkaisutyyppi:Diplomityö
Julkaisuvuosi:2016
Sivut:(8) + 55      Kieli:   eng
Koulu/Laitos/Osasto:Sähkötekniikan korkeakoulu
Oppiaine:Mikro- ja nanotekniikka   (S3010)
Valvoja:Savin, Hele
Ohjaaja:Juntunen, Mikko
Elektroninen julkaisu: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201605122007
Sijainti:P1 Ark Aalto  3802   | Arkisto
Avainsanat:silicon photodiode
nanostructures
simulation
Silvaco Atlas
piifotodiodi
nanorakenteet
simulaatio
Tiivistelmä (fin):Tässä työssä tutkittiin uudentyyppistä piifotodiodikonseptia Silvaco Atlas-nimisellä laitesimulaattorilla.
Kyseisen fotodiodin toiminta perustuu negatiivisesti varatun alumiinioksidikalvon indusoimaan inversiokerrokseen, jota käytetään absorboidun valon tuottaman virran keräämiseen.
Tällä tavoin päästään eroon perinteisesti käytetystä seostamalla toteutetusta pn-liitoksesta ja saadaan minimoitua rekombinaatiohäviöt.
Optiset heijastukset laitteen pinnasta on saatu eliminoitua lähes kokonaan peittämällä fotodiodin pinta mustalla piillä.
Nämä optiset ja sähköiset ominaisuudet yhdistämällä saavutetaan lähes ideaalisesti käyttäytyvä fotodiodi.

Simulaatioiden avulla tutkittiin sitä miten eri parametrit vaikuttavat laitteen toimintaan.
Tärkeimpänä tavoitteena oli selvittää miten vuotovirtaa voisi pienentää nykyisestä tasosta.
Simulaatiotuloksista opittujen seikkojen perusteella fotodiodista suunniteltiin uusi versio.
Suurin muutos laitteen rakenteeseen on suojarenkaan lisääminen, jonka simulaatioiden mukaan pitäisi pienentää vuotovirtaa noin viisi dekadia.
Tiivistelmä (eng):In this work, a new type of silicon photodiode concept was investigated with the help of device simulations performed with Silvaco Atlas.
The operation of the photodiode is based on inversion layer which is induced by a negatively charged aluminum oxide film.
Photogenerated current is collected with this induced junction which eliminates the need for traditional doped pn-junction and results into minimal recombination losses.
Optical reflections from the device surface are almost completely eliminated by covering the surface with black silicon.
Combination of these optical and electrical properties results into a photodiode with nearly ideal performance.

The simulations were used to investigate how different parameters affect to the device operation.
The most important goal was to find a way to decrease the magnitude of leakage current to a more reasonable level.
Based on the gained knowledge, a new version of the photodiode was designed.
The main difference in the new design is the addition of a guard ring structure which, according to simulations, should decrease leakage current by approximately five orders of magnitude.
ED:2016-05-22
INSSI tietueen numero: 53561
+ lisää koriin
INSSI