碳化硅雪崩紫外探測(cè)器結(jié)構(gòu)仿真研究.pdf

1、紫外探測(cè)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生化檢測(cè)、可燃性氣體尾焰探測(cè)及導(dǎo)彈羽煙探測(cè)等紫外輻射探測(cè)等領(lǐng)域。由于4H-SiC具有寬帶隙的特點(diǎn)，用其制備的紫外光電探測(cè)器具有日盲特性。在紫外探測(cè)器領(lǐng)域，常規(guī)的劑量型紫外探測(cè)器已經(jīng)趨于成熟，目前的難點(diǎn)是如何探測(cè)弱紫外以及單光子探測(cè)。在弱光探測(cè)中，探測(cè)器的內(nèi)部增益十分重要，固體紫外探測(cè)器依靠雪崩倍增來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)弱紫外信號(hào)的放大，工作在蓋格模式的碳化硅雪崩紫外探測(cè)器增益可以達(dá)到106，達(dá)到與光電倍增管相當(dāng)?shù)脑鲆嫠健Ｌ蓟?/p>

2、硅分離吸收倍增層雪崩紫外探測(cè)器具有暗電流低，增益高，工作電壓低的優(yōu)點(diǎn)。
　　本文研究了4H-SiC分離吸收倍增雪崩紫外探測(cè)器的工作機(jī)理，建立了兩種不同吸收倍增層的SAM結(jié)構(gòu)雪崩紫外探測(cè)器，通過(guò)仿真，研究了兩種不同結(jié)構(gòu)的SAM結(jié)構(gòu)雪崩紫外探測(cè)器的反偏I(xiàn)V特性，研究n型吸收倍增層結(jié)構(gòu)分離吸收倍增層雪崩紫外探測(cè)器在不同偏壓下雪崩紫外探測(cè)器的光譜響應(yīng)曲線，分析了不同偏壓下的量子效率隨波長(zhǎng)的變化，仿真研究了器件的瞬態(tài)特性。建立了兩種斜角臺(tái)面

3、結(jié)構(gòu)：正斜角臺(tái)面和負(fù)斜角臺(tái)面結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，仿真分析了正臺(tái)面和負(fù)臺(tái)面對(duì)器件特性的影響。并得出如下結(jié)論：n型吸收倍增層要優(yōu)于p型吸收倍增層。4H-SiC分離吸收倍增紫外探測(cè)器具有極低的暗電流和明顯的光電流響應(yīng)；偏置電壓對(duì)雪崩紫外探測(cè)器的響應(yīng)度影響很大，響應(yīng)度隨偏壓一開(kāi)始線性增加，隨后在到達(dá)雪崩擊穿電壓附近，響應(yīng)度劇增；負(fù)臺(tái)面會(huì)在器件邊緣形成一個(gè)峰值電場(chǎng)，該峰值電場(chǎng)會(huì)造成擊穿電壓的降低，擊穿電壓隨臺(tái)面角度的減小是先減小后增大的關(guān)系；正臺(tái)面

4、可以降低器件的暗電流，但降低程度有限，不會(huì)超過(guò)一個(gè)量級(jí)，并且當(dāng)臺(tái)面角度很極端時(shí)，暗電流的降低才會(huì)明顯。此外，本文還給出了斜角臺(tái)面的實(shí)現(xiàn)方法。
　　本文研究了分離吸收倍增層紫外探測(cè)器的工作機(jī)理，建立了n型吸收倍增層和p型吸收倍增層結(jié)構(gòu)，仿真比較了n型吸收倍增層和p型吸收倍增層的暗電流特性。仿真研究了 n型吸收倍增層的光暗電流以及不同偏壓下的光譜響應(yīng)曲線和量子效率曲線和瞬態(tài)特性。介紹了正斜角臺(tái)面和負(fù)斜角臺(tái)面，通過(guò)仿真分析研究了正斜角臺(tái)