Details

Предмет исследования. Пространственное разрешение фотоприёмных матриц и эффективная длина диффузии фотогенерированных носителей заряда в их фоточувствительных слоях. Цель работы. Определение зависимости частотно-контрастной характеристики и эффективной длины диффузии фотогенерированных носителей заряда от размера диодов и толщины фоточувствительного слоя фотоприёмных матриц. Метод. Для анализа диффузии носителей заряда в слое фоточувствительного материала используется моделирование миграции частиц методом Монте-Карло с постоянным шагом прыжка. Основные результаты. Получено, что при постоянном шаге матрицы размером 15 мкм и реалистичных значениях объёмной длины диффузии фотогенерированных носителей заряда в фоточувствительном материале (примерно 20 мкм) разрешение матриц улучшается с одновременным уменьшением эффективной длины диффузии носителей заряда как при увеличении размера диодов, так и при уменьшении толщины слоя фоточувствительного материала под диодами матрицы. Практическая значимость. Установленная зависимость пространственного разрешения от геометрических параметров позволит проектировать фотоприёмные матрицы с высоким пространственным разрешением.

The subject of study is the spatial resolution of two-dimensional focal plane arrays and the effective diffusion length of photogenerated charge carriers in their photosensitive layer. The aim of study is determination of the dependence of the modulation transfer function and the effective diffusion length of photogenerated charge carriers on the size of the diodes and on the thickness of the absorber layer in two-dimensional focal-plane arrays. Method. The diffusion of the charge carriers in the absorber layer of focal plane arrays is analyzed by simulating the stochastic migration of the particles by the Monte Carlo method with a fixed step length. Main results. It was found that at a fixed pitch of focal plane arrays sized 15 mum and at realistic values of the bulk diffusion length of photogenerated charge carriers of 20 mum, the resolution of the arrays improves both with increasing the diode size and with decreasing the absorber-layer thickness under the diodes. Simultaneously, the effective diffusion length of photogenerated charge carriers in both cases decreases. Practical significance. The established dependence of spatial resolution on the geometric parameters will make it possible to design focal-plane-array photodetectors with high spatial resolution.