吸收層與倍增層分離結構的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域都有著廣泛的應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構的雪崩光電探測器(APD)，與傳統(tǒng)的PN結型或PIN型的APD相比，吸收層與倍增層分離(SAM)結構的APD具有高光譜響應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度是其非常重要的性能參數。近年來，國內外

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計的SAM4H-SiCAPD并未同時兼具低擊穿電壓、高增益及高光譜響應度的特點。且目前國內外尚未見到有關4H-SiC APD結構參數的優(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、紫外可見比和探測率等。結果顯示該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偏壓下峰值響應波長(250nm)處的響應度為0.11A/W，相應的量子效率為58％;在穿通電壓-59V下，峰值響應波長(260nm)處的光譜響應度可達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