碳化硅雪崩紫外探測器結(jié)構(gòu)仿真研究.pdf

1、紫外探測技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生化檢測、可燃性氣體尾焰探測及導(dǎo)彈羽煙探測等紫外輻射探測等領(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器具有日盲特性。在紫外探測器領(lǐng)域，常規(guī)的劑量型紫外探測器已經(jīng)趨于成熟，目前的難點(diǎn)是如何探測弱紫外以及單光子探測。在弱光探測中，探測器的內(nèi)部增益十分重要，固體紫外探測器依靠雪崩倍增來實(shí)現(xiàn)對弱紫外信號的放大，工作在蓋格模式的碳化硅雪崩紫外探測器增益可以達(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)雪崩紫外探測器，通過仿真，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器在不同偏壓下雪崩紫外探測器的光譜響應(yīng)曲線，分析了不同偏壓下的量子效率隨波長的變化，仿真研究了器件的瞬態(tài)特性。建立了兩種斜角臺面

3、結(jié)構(gòu)：正斜角臺面和負(fù)斜角臺面結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，仿真分析了正臺面和負(fù)臺面對器件特性的影響。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器具有極低的暗電流和明顯的光電流響應(yīng)；偏置電壓對雪崩紫外探測器的響應(yīng)度影響很大，響應(yīng)度隨偏壓一開始線性增加，隨后在到達(dá)雪崩擊穿電壓附近，響應(yīng)度劇增；負(fù)臺面會(huì)在器件邊緣形成一個(gè)峰值電場，該峰值電場會(huì)造成擊穿電壓的降低，擊穿電壓隨臺面角度的減小是先減小后增大的關(guān)系；正臺面

4、可以降低器件的暗電流，但降低程度有限，不會(huì)超過一個(gè)量級，并且當(dāng)臺面角度很極端時(shí)，暗電流的降低才會(huì)明顯。此外，本文還給出了斜角臺面的實(shí)現(xiàn)方法。
　　本文研究了分離吸收倍增層紫外探測器的工作機(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。介紹了正斜角臺面和負(fù)斜角臺面，通過仿真分析研究了正斜角臺