n2

p1

n1

Рис. 4.5. Схематическое изображение гетероструктуры на основе AlGaInP

На пластинах проводят подшлифовку нижнего слоя, после чего для снятия загрязнений всю пластину обрабатывают химическим составом CCl4.

Заключительная стадия изготовления фотодиодов – это монтаж кристаллов в корпус, осуществляемый с помощью токопроводящего клея. Выбор клея зависит от последующего способа присоединения выводов. При ультразвуковой сварке применяют клей марки К-3 с низкой температурой полимеризации (Т ~ 120°С), а при термокомпрессии золотых выводов – марки ЭВТ или АС 40В с высокой температурой полимеризации (Т ~ 250°С). Для монтажа кристаллов используют высокопроизводительные автоматизированные установки ЭМ-438 с программным управлением от ЭМ-490, оснащенные видеотерминалами, существенно упрощающими работу оператора, в функции которого входит совмещение посадочной площадки и кристалла. Присоединение выводов к контактным площадкам на кристалле осуществляют либо термокомпрессией золотых выводов, либо ультразвуковой сваркой алюминиевой проволоки. Герметизацию приборов производят с использованием светорассеивающего компаунда в заливочной форме в течение трех часов при температуре 125°С.

4.3. Приборы и материалы

Измерения проводят с помощью монохроматора МДР-23 (см. рис. 3.2), стандартной лампы накаливания и ампервольтметра типа Ф-30 (блок-схема установки изображена на рис. 4.6).

Луч, исходящий от стандартной лампы накаливания направляется на входную щель монохроматора, напротив выходной щели которого располагается фотодиод. На монохроматоре, изменяя длину волны чувствительности фотодиода от 500 до 700 нм, находят максимальное значение чувствительности фотодиода, которое фиксиру-

32

ют с помощью ампервольтметра, получая при этом значение величины фототока. На основании полученных данных строят зависимость фототока от длины волны.

Рис. 4.6. Блок-схема установки

4.4. Порядок проведения работы

Каждому студенту предлагается провести измерение чувствительности двух фотодиодов, отличающихся длиной волны и технологией изготовления.

1.Включить прибор в сеть.

2.Установить ширину входной и выходной щели размерами 0,01 и 0,1 мм, соответственно.

3.Установить напротив входной щели лампу накаливания, напротив выходной щели – фотодиод.

4.Выставить при помощи электродвигателя требуемую длину волны (500 нм).

5.Изменяя длину волны от 500 до 700 нм, зафиксировать максимум чувствительности спектра при помощи ампервольтметра.

6.Уменьшая и увеличивая длину волны от максимума чувствительности через каждые 5 нм, фиксируя при этом на ампервольтметре значения фототока получить определенную зависимость фототока от длины волны. Снимать показания минимум для 10 значений длины волны.

7.Провести измерения фототока в режиме короткого замы-

кания.

Повторить измерения (п. 1 – 7) для второго фотодиода.

33

4.5. Обработка результатов измерений.

По результатам измерений построить зависимость Iф(λ). Сопоставить полученные значения Iф для двух фотодиодов между собой. На основании выполненных измерений сделать заключение о связи свойств технологии материалов и технологии изготовления изделий.

4.6. Требования к отчету

Отчет должен содержать:

−описание принципа действия монохроматора;

−краткое описание технологии изготовления фотоприем-

ников;

−оптическую схему монохроматора;

−результаты эксперимента в виде табл. 4.1 и графиков зависимостей Iф(λ) для двух фотодиодов.

4.7.Контрольные вопросы и задания

1.Опишите принцип действия фотоприемника.

2.Дайте краткую характеристику основным технологическим операциям изготовления фотодиодов.

3.Опишите спектральные характеристики германиевого и кремниевого фотодиодов.

4.Опишите принцип действия монохроматора.

4.8.Литература

1.ЗиС. Физика полупроводниковых приборов. – М.: Мир, 1985.

2.Анисимова И.Д., Викулин И.М. Полупроводниковые фотоприемники. – М.: Радио и связь, 1984.

3.Крапухин В.В. Технология материалов электронной техни-

ки. – М.: МИСиС, 1995.

34