光电位置传感器

让p型层的电阻均匀,两个电极之间的距离为2L,流过两个电极的电流分别为I1和I2,流过n型上电极的电流I0 layer是I1和I2的总和。

I0 = I1 + I2当光束以距离中心点xA的距离入射到PSD器件的光敏层上时,在入射位置产生与入射辐射成比例的信号电荷,并且由此形成光电流。

电荷分别通过电阻性p型层。

输出电极1和2。

工艺流程为:清洗氧化→LTO→致密化→光刻电极区→蚀刻→注入磷→脱脂→推进氧化→光刻硼电极区→蚀刻→脱脂→生长薄二氧化硅→第二亚光刻硼电极区→注入硼→脱粘→高级氧化→蚀刻→脱脂→光敏区氧化→第二光刻光敏区→注入BF2→脱脂→退火→生长SN→光刻引孔→蚀刻SN→蚀刻二氧化硅→剥离→反向蚀刻→湿法蚀刻铝→剥离→合金。

关键工艺要点包括:低温氧化工艺,二次光刻光敏区工艺,以及光敏区的电阻比控制工艺。

(1)低温过程。

低温氯掺杂氧化,即TCA氧化过程,氧化层生长速度慢,厚度均匀,氯不与硅反应。

所得氧化物层具有低缺陷密度,克服了高温工艺中氯腐蚀的问题,并且可以产生高质量和相对薄的氧化物层。

这对于半导体光电位置传感器的制造非常重要,并且在低温工艺中有更多选择,同时避免高温工艺。

(2)二次光刻光敏区工艺。

利用该技术,在第一次光刻后,除去粘合剂层,氧化物层的生长约为500埃;然后进行第二次光刻,并通过二氧化硅层进行光敏区域BF2的离子注入。

这有两个优点:一是有效保护光敏区域的表面,保护二氧化硅和硅之间的界面;另一种是使用其屏蔽功能来获得满足器件要求的结深度。

(3)光敏区中的电阻率控制过程。

影响高分辨率的因素是结深度,边界条件和有效光敏区域中电阻率的比率。

对于相同的器件结构,光敏区域在最佳结深度(0.32μm)处具有最大分辨率。

此时,光电流大,分辨率高。

最佳植入条件为:磷注入,能量60Kev,剂量4E15;注射硼,能量60Kev,剂量1E13;光敏注射,能量40Kev,剂量4E13。

当有效光敏区的电阻率比为25时,在光敏区的75%范围内可以获得均匀的位移分辨率,非线性波动小于0.1%,PIN结构可以是0.5mV /5μm 。

解决权力。

应用于定位系统,模拟PSD与物体对准的过程,确定PSD与物体之间的相对位置;应用系统框图如图所示:对准对象1的中心配备有高亮度发光二极管2,PSD传感器4安装在点动装置上。

在工作平台上,由二极管发射的光束由光学系统3聚焦,并且光斑在放置在透镜焦平面上的PSD的接收光敏表面上成像,并且光点信号被转换成电子然后,通过A / D采样6将其发送到计算机7进行处理。

从而确定PSD在物体平面上的点处的位置。

当对准位置在测量范围内移动时,光点和PSD电极之间的距离改变,使得两个电极的输出电流随着光斑的位置而改变。

因此,通过测量传感器的两个电极的输出电流的大小,已知PSD对应于对准的物体的平面上的点。

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