Связь объемных и поверхностных эффектов с высотой зарядового барьера в динамическом p–i–n-фотодиоде

Проанализированы характеристики микроэлектронного динамического операционного p–i–n-фотодетектора, обусловленные взаимодействием объемных эффектов и адсорбированных частиц на поверхности пленки оксида кремния. Рассмотрены температурные характеристики в режиме светового облучения, аномальные характеристики температурного гистерезиса, процессы в адсорбированном слое и перенос носителей заряда через потенциальный барьер в объеме кремниевой подложки. Обнаружено, что чувствительность прибора по отношению к фототоку нелинейно зависит от температуры. Предложена теоретическая модель, которая связывает процессы термо- и фотогенерации носителей заряда с параметрами потенциальных барьеров, зависящими от температуры и от модуляции зарядом подвижных носителей. Выявлены эффекты, обусловленные формированием поверхностных зарядов при осаждении частиц из внешнего окружения на пленке диоксида кремния, на элементах оптической системы, например, при работе во влажной среде или при разгерметизации прибора. Найдены условия и режимы, оптимальные для проведения измерений фототока.