一種新型的4H-SiC雪崩光電二極管的光電特性模擬.pdf

1、紫外波段的光電探測器廣泛應(yīng)用于火箭發(fā)射、導(dǎo)彈跟蹤、火焰探測、紫外通信以及紫外輻射測量等領(lǐng)域，具有很高的應(yīng)用價值。采用4H-SiC半導(dǎo)體材料制備的紫外光電探測器具有低漏電流、高的量子效率、紫外可見抑制比高、抗輻射和耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，是目前最具應(yīng)用前景的紫外光電探測器。國內(nèi)外多個課題組都對4H-SiC基紫外光電探測器進(jìn)行了研究，成功制備出了多種結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)越的4H-SiC紫外光電探測器，并在繼續(xù)探索新結(jié)構(gòu)的性能更優(yōu)越的光電探測器。
　　本

2、文基于傳統(tǒng)的PIN結(jié)構(gòu)和吸收-倍增-分離(SAM)結(jié)構(gòu)的4H-SiC紫外光電二極管，設(shè)計(jì)了一種倍增區(qū)域較小而吸收區(qū)域較大的4H-SiC紫外雪崩光電二極管，可以有效的實(shí)現(xiàn)倍增層和吸收層分離的目的，本文稱之為APIN。應(yīng)用SilvacoATLAS半導(dǎo)體器件模擬軟件模擬出了其光電特性，并對模擬結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　模擬結(jié)果表明APIN光電二極管的暗電流和擊穿電壓與倍增層寬度D有密切的關(guān)系，器件的暗電流隨D的增大而增大，而擊穿電壓則隨D的

3、增大而減小，D大于6μm時擊穿電壓不再減小。通過分析器件內(nèi)部的電場分布，發(fā)現(xiàn)引起擊穿電壓隨D的增大而減小的原因是P+N-結(jié)的電場對倍增層底部的電場有著不同程度的影響，在倍增層底部形成不同高度的空穴勢阱，從而造成的器件的擊穿電壓不同。分析發(fā)現(xiàn)倍增層寬度D為4μm的APIN光電二極管有較好的性能，并對其光電特性作了詳細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)有以下特點(diǎn):1、相比于相同外延層結(jié)構(gòu)和摻雜濃度的塊狀SAM APD，具有更低的暗電流，反向偏壓100V時為7.1