Mg_(2)Si/Si雪崩光电二极管的设计与模拟

作     者：王傲霜 肖清泉 陈豪 何安娜 秦铭哲 谢泉 Wang Ao-Shuang;Xiao Qing-Quan;Chen Hao;He An-Na;Qin Ming-Zhe;Xie Quan

作者机构：贵州大学大数据与信息工程学院新型光电子材料与技术研究所贵阳550025 

基　　金：贵州省留学回国人员科技活动择优资助项目(批准号:09) 贵州省高层次创新型人才培养项目(批准号:4015) 贵州省研究生科研基金(批准号:035)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2021年第70卷第10期

页      码：331-339页

摘      要：Mg_(2)Si作为一种天然丰富的环保材料,在近红外波段吸收系数高,应用于光电二极管中对替代市面上普遍使用的含有毒元素的红外探测器具有重要意义.采用Silvaco软件中Atlas模块构建出以Mg_(2)Si为吸收层的吸收层、电荷层和倍增层分离结构Mg_(2)Si/Si雪崩光电二极管,研究了电荷层和倍增层的厚度以及掺杂浓度对雪崩光电二极管的内部电场分布、穿通电压、击穿电压、C-V特性和瞬态响应的影响,分析了偏置电压对IV特性和光谱响应的影响,得到了雪崩光电二极管初步优化后的穿通电压、击穿电压、暗电流密度、增益系数(Mn)和雪崩效应后对器件电流的放大倍数(M).当入射光波长为1.31μm,光功率为0.01 W/cm^(2)时,光电二极管的穿通电压为17.5 V,击穿电压为50 V,在外加偏压为47.5 V(0.95倍击穿电压)下,器件的光谱响应在波长为1.1μm处取得峰值25 A/W,暗电流密度约为3.6×10^(-5) A/cm^(2),M_(n)为19.6,且M_(n)在器件击穿时有最大值为102,M为75.4.根据模拟计算结果,优化了器件结构参数,为高性能的器件结构设计和实验制备提供理论指导.

主 题 词：SACM-APD Mg_(2)Si/Si 异质结 光谱响应 增益系数 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0805[工学-能源动力学] 0704[理学-天文学类] 0803[工学-仪器类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.70.20201923

馆 藏 号：203103375...