Yüksek sıcaklık proseslerinin, silisyum tabanlı fotodedektör aygıt performansına etkilerinin incelenmesi

Yürütülen bu tez çalışmasında, Silisyum alttaşlar ile P-I-N yapılı fotodedektörler üretilip, bu dedektörlerin üretim basamaklarından termal oksidasyon ve katkılama yüksek sıcaklık mikrofabrikasyon adımlarının aygıt performansına olan etkilerinin incelenmesi hedeflenmiştir. Mikrofabrikasyon işlemlerinin daha verimli gerçekleştirilmesi amacıyla, öncesinde simülasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Kuru ve ıslak termal oksidasyon prosesleri ile ayrı ayrı fotodedektör üretimi gerçekleştirilmiş, kuru işlem için arındırma yöntemi tercih edilmiştir. Katkılama işlemleri için ise 1000 °C ve 1100 °C olmak üzere iki farklı sıcaklıkta p-tipi ön yüzey bor difüzyon prosesi gerçekleştirilmiştir. Bahsedilen yüksek sıcaklık prosesleri için 1200 °C sıcaklığa çıkabilen programlanabilir fırınlar kullanılmıştır. Fotodedektör üretimindeki dielektrik kaplamaları için plazma destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi, tüm desenlerin şekillendirilmesi için fotolitografi yöntemi, kuru aşındırmalar için plazma destekli kuru aşındırma sistemi ve metalizasyon adımları için elektron demeti ile buharlaştırma sistemi kullanılmıştır. Fotodedektör üretiminin ardından dedektör karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Katkılama profil analizleri için elektrokimyasal C-V ölçümleri alınmış, prob istasyonu üzerinde ise dedektörlerin; I-V, karanlık akım ve duyarlılık ölçümleri tamamlanmıştır. Sonuçlar incelendiğinde, katkılama sıcaklığının düşürülmesi ile difüzyon profili sığlaştırılmış ve bu yöntemle üretilen fotodedektörlerde %7,8 duyarlılık performans artışı ölçülmüştür. Arındırma yöntemi ile gerçekleştirilen kuru oksidasyon prosesi ile üretilen fotodedektörlerde ise %69,2 oranında daha düşük karanlık akım yoğunluğu hesaplanmıştır.