光電位置傳感�是一種對入射光敏面上的光�(diǎn)位置敏感的光電器件,其輸出信號與光點(diǎn)在光敏面上的位置有關(guān)。它是一種基于橫向光電效�(yīng)的光電位置敏感探測器。除了具�光電二極�陣列和CCD的定位性能�,還具有靈敏度高、分辯率�、響�(yīng)速度快和電路配置簡單等特�(diǎn)。因而逐漸被人們所重視。PSD的發(fā)展趨勢是�分辨�、高線性度、快響應(yīng)速度及信號采集處理等多功能集��
�(shè)p型層的電阻是均勻的,兩電極間的距離為2L,流過兩電極的電流分別為I1和I2,則流過n型層上電極的電流I0為I1和I2之和。I0= I1+I2
�(dāng)光束入射到PSD器件光敏層上距中心點(diǎn)的距離為xA�(shí),在入射位置上產(chǎn)生與入射輻射成正比的信號電荷,此電荷形成的光電流通過電阻p型層分別由電�1�2輸出�
工藝流程為: 清洗氧化→LTO→增密→光刻磷電極區(qū)→刻蝕→注入磷→去膠→推�(jìn)氧化→光刻硼電極區(qū)→刻蝕→去膠→生長薄二氧化硅→第二次光刻硼電極區(qū)→注入硼→去膠→推�(jìn)氧化→刻蝕→去膠→光敏區(qū)氧化→第二次光刻光敏區(qū)→注入BF2 →去膠→退火→生長SN →光刻引線孔→刻蝕SN →刻蝕二氧化硅→去膠→反刻鋁→濕法刻蝕鋁→去膠→合金�
其中�(guān)鍵工藝點(diǎn)包括:低溫氧化工�、二次光刻光敏區(qū)工藝、光敏區(qū)�(nèi)外電阻率比控工藝�
?�?� 低溫工藝。低�?fù)铰妊趸碩CA氧化工藝,其氧化層生長速率�,厚度均勻,氯與硅不�(fā)生化�(xué)反應(yīng)。生成的氧化層缺陷密度低,它克服了高溫工藝氯的腐蝕問題,可以制得高質(zhì)量且厚度比較薄的氧化�。這對于半�(dǎo)體光電位置傳感器的制作非常重�,在避免高溫工藝的同�(shí)在低溫工藝中有更大的選擇余地�
?�?� 二次光刻光敏區(qū)工藝。采用此技�(shù),在次光刻后去掉膠層,�(jìn)行氧化層的生�,約�500 A左右;然后�(jìn)行第二次光刻,透過二氧化硅層�(jìn)行光敏區(qū)BF2 的離子注入。這有兩�(gè)方面好處,一是可有效地保�(hù)光敏區(qū)的表�,保�(hù)二氧化硅和硅的界�;二是利用其屏蔽作用制得滿足器件要求的結(jié)��
?�?� 光敏區(qū)�(nèi)外電阻率比控工藝。影響高分辯率的因素有結(jié)深、邊界條件及有效光敏區(qū)�(nèi)外電阻率之比等。對于同一種器件結(jié)�(gòu),光敏區(qū)在一�(gè)�(jié)深條件下�0.32μm� 有的分辯率。此�(shí)光電流大,分辯率高。注入條件為:磷注入� 能量�60Kev , 劑量�4E15;硼注�� 能量60Kev , 劑量�1E13;光敏注入,能量為40Kev ,劑量�4E13。當(dāng)有效光敏區(qū)�(nèi)外電阻率之比�25�(shí),在整�(gè)光敏區(qū)�75%的范圍內(nèi)可得到均勻一致的位移分辨能力,這時(shí)的非線性起伏小�0.1%, PIN�(jié)�(gòu)可得�0.5mV/5μm 的分辨能��
�(yīng)用于定位系統(tǒng)�,模擬PSD對準(zhǔn)物體的過�,確定PSD與物體之間的相對位置�
其應(yīng)用系�(tǒng)框圖如圖所示:對準(zhǔn)物體1的中心裝有一高亮度的�(fā)光二級管2,PSD傳感�4安裝于微動。工作平臺上;二極管�(fā)出的光束�(jīng)過光�(xué)系統(tǒng)3聚焦�,將光點(diǎn)成像于放置在透鏡焦平面上的PSD 的接收光敏面�,這�(gè)光點(diǎn)信號�(jīng)過前置放大電�5�(zhuǎn)換為電信�。然�,通過A/D采樣6,送入到計(jì)算機(jī)7�(jìn)行處�。從而確定PSD對準(zhǔn)物體平面上某一�(diǎn)的位�。當(dāng)對準(zhǔn)位置在測量范圍內(nèi)移動�(shí),光斑與PSD兩電極間的距離發(fā)生變�,使兩電極輸出電流隨其光斑位置的變化而變�,因此通過測定傳感器兩電極輸出電流的大�,便可知道PSD與對�(zhǔn)物體平面上的某一�(diǎn)位置相對�(yīng)�