레이저 검출용 고감도 실리콘 포토다이오드 제조 및 특성 분석에 관한 연구

A Study on the Characteristics Analysis and Design of High Sensitivity Silicon Photodiode for Laser Detector

본 논문에서 850nm∼1000nm 파장대역에서 레이저를 검출하기 위한 고감도 실리콘 포토다이오드를 제조하고 전기적 및 광학적 특성을 분석하였다. 소자의 크기는 5000㎛ × 2000㎛이며 두께는 280㎛로 제조하여 TO-5형태로 패키징 하였다. 전기적 특성으로 암전류는 5V 역 전압 일 때 0.1nA의 값을 나타내었으며 정전용량은 0V일 때 1kHz 주파수 대역에서 32.5pF와 200kHz 주파수 대역에서 32.4pF로 적은 정전용량의 값을 나타내었다. 또한 출력신호의 상승시간은 10V의 전압일 때 20.92ns로 고속 응답특성을 확인하였다. 광학적 특성으로는 890nm에서 최대 0.57A/W의 분광감응도를 나타내었고 1000nm에서는 0.37A/W로 감소한 분광감응도를 나타내고 있지만 870nm∼920nm 파장대역에서는 비교적 우수한 분광감응도를 나타내었다.

In order to improve spectrum sensitivity of photodiode for detection of the laser wavelength at 850 nm ∼1000 nm of near-infrared band, this study has produced silicon-based photodiode whose area is 5,000 ㎛ x 2,000 ㎛, and the thickness is 280㎛. It was packed by the TO-5 type. The electrical properties of the dark currents have valued of approximately 0.1 nA for 5 V reverse bias, while the capacitance showed 32.5 pF at frequency range of 1 kHz and about 32.4 pF at the range of 200 kHz for 0 V. In addition, the rising time of output signal was as fast response as 20.92 ns for 10V. For the optical properties, the best spectrum sensitivity was 0.57 A/W for 890 nm, while it was relatively excellent value of 0.37 A/W for 1,000 nm. Over all, there were good spectrum sensitivity for this diode over the range of 870 ∼ 920 nm.