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文檔簡介
1、本論文主要利用蒙特卡羅的計算方法,對磷化銦基(InP)和氮化鎵基(GaN)雪崩光電二極管結(jié)構(gòu)(APD)進(jìn)行模擬研究,主要的內(nèi)容包括: 1.利用蒙特卡羅算法搭建半導(dǎo)體器件計算機(jī)模擬平臺。蒙特卡羅計算機(jī)模擬方法是半導(dǎo)體器件設(shè)計和性能研究的有效方法,本文通過對蒙特卡羅各個隨機(jī)模塊的細(xì)分,利用C語言在Linux平臺下搭建了一套模擬程序。目前它可以對硅(Si)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(ImP)、氮化鎵(GaN)等體材料進(jìn)行基本性能上的
2、研究,如速度分布、電子,空穴能量分布等,并在此基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)對一些簡單的器件結(jié)構(gòu),如光電二極管(PIN)、雪崩二極管(APD)等結(jié)構(gòu)性能的研究,如帶寬、噪聲、增益等性能。 2.利用蒙特卡羅計算機(jī)模擬平臺對InP材料及InP基的APD結(jié)構(gòu)的特性進(jìn)行深入的研究。InP基的.APD是目前光通信系統(tǒng)中探測器部分的首選,本文主要針對超薄層的InP基.APD結(jié)構(gòu)進(jìn)行一系列的研究,特別研究了其在高電場下碰撞電離,噪聲特性,帶寬特性等重要的性能
3、指標(biāo)。通過模擬研究我們發(fā)現(xiàn),在高電場,薄倍增層的情況下,電子和空穴的碰撞電離系數(shù)(α,β)不再是傳統(tǒng)理論中只隨電場分布的物理量,同時它也跟倍增層的厚度有密不可分的聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上,我們探討了作為衡量噪聲特性的空穴與電子碰撞電離系數(shù)的比值k=β/α,發(fā)現(xiàn)k值在薄層條件下也會隨著厚度的變化而變化,并最終提出了通過修訂k值來修正傳統(tǒng)噪聲理論的設(shè)想。 3.利用蒙特卡羅計算機(jī)模擬平臺對GaN材料的特性進(jìn)行深入的研究。GaN基的APD器件在
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