吸收層與倍增層分離結(jié)構(gòu)的4H-SiC雪崩光電探測器的優(yōu)化模擬.pdf

1、SiC材料由于具有禁帶寬度大、擊穿電場強度高、飽和電子漂移速度大及熱導率高等優(yōu)點，在高溫、高頻、大功率及抗輻射器件等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用潛力與良好的市場前景。
　　 目前，采用4H-SiC已成功制備了不同結(jié)構(gòu)的雪崩光電探測器(APD)，與傳統(tǒng)的PN結(jié)型或PIN型的APD相比，吸收層與倍增層分離(SAM)結(jié)構(gòu)的APD具有高光譜響應(yīng)度和低擊穿電壓等優(yōu)點。對于APD，擊穿電壓、倍增因子和光譜響應(yīng)度是其非常重要的性能參數(shù)。近年來，國內(nèi)外

2、有多個研究小組開展了SAM4H-SiC APD理論和實驗方面的研究，但這些研究小組所設(shè)計的SAM4H-SiCAPD并未同時兼具低擊穿電壓、高增益及高光譜響應(yīng)度的特點。且目前國內(nèi)外尚未見到有關(guān)4H-SiC APD結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化模擬的報道。為獲得同時兼具低擊穿電壓、高增益和高光譜響應(yīng)度的SAM4H-SiC APD，本文主要開展了以下幾方面的工作，并取得了較好的結(jié)果。
　　 2．模擬分析了該SAM4H-SiC APD的電勢和電場分布圖

3、、反向Ⅳ特性、光增益、不同偏壓下的光譜響應(yīng)、紫外可見比和探測率等。結(jié)果顯示該APD具有較高的臨界電場4.5×106V/cm;在較低的擊穿電壓-66.4V下可獲得較高的倍增因子105;在0V偏壓下峰值響應(yīng)波長(250nm)處的響應(yīng)度為0.11A/W，相應(yīng)的量子效率為58％;在穿通電壓-59V下，峰值響應(yīng)波長(260nm)處的光譜響應(yīng)度可達2.7A/W;臨近擊穿電壓時，紫外可見比仍可達1.5×103;其歸一化探測率最大可達1.5×1016c