CN107092760A - 雪崩光电二极管器件及其结构参数的调整方法 - Google Patents
雪崩光电二极管器件及其结构参数的调整方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107092760A CN107092760A CN201710315129.5A CN201710315129A CN107092760A CN 107092760 A CN107092760 A CN 107092760A CN 201710315129 A CN201710315129 A CN 201710315129A CN 107092760 A CN107092760 A CN 107092760A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electric field
- msub
- mrow
- layer
- absorbed layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 104
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 4
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 claims 1
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 claims 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 claims 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009643 growth defect Effects 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- INQLNSVYIFCUML-QZTLEVGFSA-N [[(2r,3s,4r,5r)-5-(6-aminopurin-9-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl] [(2r,3s,4r,5r)-5-(4-carbamoyl-1,3-thiazol-2-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methyl hydrogen phosphate Chemical compound NC(=O)C1=CSC([C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]3[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O3)N3C4=NC=NC(N)=C4N=C3)O)O2)O)=N1 INQLNSVYIFCUML-QZTLEVGFSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- AUCDRFABNLOFRE-UHFFFAOYSA-N alumane;indium Chemical compound [AlH3].[In] AUCDRFABNLOFRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 aluminium arsenic Chemical compound 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005290 field theory Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000003331 infrared imaging Methods 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/30—Circuit design
- G06F30/39—Circuit design at the physical level
- G06F30/398—Design verification or optimisation, e.g. using design rule check [DRC], layout versus schematics [LVS] or finite element methods [FEM]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/107—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
- H01L31/1075—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes in which the active layers, e.g. absorption or multiplication layers, form an heterostructure, e.g. SAM structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
本发明提供了一种雪崩光电二极管器件结构参数的调整方法，通过二极管器件的结构参数来计算其内部的电场分布，将仿真后的初始电场分布与预设电场分布进行比较，根据理论公式推导结果，反过来修正结构参数。重复上述过程，直到得到较优的电场分布。本发明的调整方法能够节省大量时间、人力和物力，且通过本发明制备得到的雪崩光电二极管器件具有更合理结构参数且更好的性能。
Description
技术领域
本发明涉及二极管领域，尤其涉及一种雪崩光电二极管器件结构参数的调整方法，还涉及一种雪崩光电二极管器件。
背景技术
近红外雪崩光电二极管在微弱光探测、红外成像以及光纤通信等传统领域中有着极为重要的应用。而近些年来，随着量子通信，三维成像以及时间分辨光谱等新兴的光子计数领域的快速发展，近红外雪崩光电二极管由于其成本低、技术成熟、工作温度高、可探测通信波段以及单光子探测能力等众多的优点，使其成为单光子探测领域备受关注的主角。
近红外雪崩光电二极管的性能主要取决于器件使用的材料以及结构参数。现在通用的雪崩光电二极管器件一般采用分离吸收-渐变-电荷-倍增(SAGCM)异质结结构，在InGaAs(铟镓砷)/InAlAs(铟铝砷)/InP(磷化铟)近红外雪崩光电二极管中：InGaAs材料作为雪崩光电二极管的吸收层材料，可以吸收通信波段的光(1100-1700nm)，并生成光生载流子，与InAlAs以及InP材料晶格匹配(减少材料生长缺陷)；InAlGaAs(铟铝镓砷)材料作为渐变层材料，减少由于能带变化带来的载流子堆积问题；InAlAs材料作为电荷层材料，可以控制器件的电场分布；InAlAs材料作为倍增层材料，在高电场下，电子会进行雪崩倍增。雪崩光电二极管器件的结构参数指的是，各层材料的厚度以及掺杂浓度，通常来说吸收层以及倍增层为本征掺杂，厚度取值根据实际器件应用而定，电荷层一般具有相对固定的厚度，其掺杂浓度是调节器件电场分布的重要手段。
由于雪崩光电二极管器件的制备周期较长，包括参数设计、材料生长、工艺制备、器件封装等一系列必不可少的流程(约3到6个月)，而且成本高，需要使用价格不菲的材料、半导体工艺设备以及人力资源，所以制备半导体器件的周期长、成本高。因此结构参数设计不当时，将会浪费大量的时间、人力以及物力。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种雪崩光电二极管器件及其结构参数的调整方法，以解决上述的至少一项技术问题。
(二)技术方案
本发明的一方面，提供了一种雪崩光电二极管器件结构参数的调整方法，包括步骤：
S1、确定雪崩光电二极管器件的结构参数，所述结构参数包括所述雪崩光电二极管器件的吸收层和电荷层二者的初始厚度及初始掺杂浓度；
S2、将所述结构参数进行仿真，得到所述器件在雪崩击穿时吸收层的内部电场；
S3、比较所述吸收层的内部电场与预设吸收层电场区间，若吸收层的内部电场在所述预设吸收层电场区间内，则完成结构参数的调整；若吸收层的内部电场分布不在所述预设吸收层电场区间内，则进行步骤S4；
S4、若吸收层的内部电场大于所述预设吸收层电场区间的最大值，则减小电荷层的掺杂浓度，返回并依次进行步骤S2和S3；若吸收层的内部电场小于所述预设吸收层电场区间的最小值，则增加电荷层的掺杂浓度，返回并依次进行步骤S2和S3。
优选地，所述预设吸收层电场区间的最小值大于等于最低漂移速度电场，且预设吸收层电场区间的最大值小于等于隧穿电场。优选地，所述吸收层隧穿电场为180KV/cm，所述吸收层最低漂移速度电场为50KV/cm。
优选地，所述吸收层为In0.53Ga0.47As材料，电荷层为InAlAs材料，倍增层为InP或者InAlAs材料。
优选地，步骤S4中，所述吸收层的内部电场与电荷层的掺杂浓度之间的公式为：
其中E(x，Vbias)为在偏置电压Vbias下，所述器件内部某一点x处的电场强度；Emax(Vbias)在偏置电压Vbias下，器件内部的最大电场强度；Nm、Nc、Na分别代表器件的倍增层掺杂浓度、电荷层掺杂浓度以及吸收层掺杂浓度；wm′、wc′分别代表倍增层厚度、电荷层厚度；Xc代表电荷层与吸收层交界处；x代表器件内部某一点。
优选地，所述电荷层厚度为10nm-200nm。
优选地，步骤S2通过二维器件仿真器ATLAS进行所述仿真。
本发明实施例的另一方面，还提供了一种根据上述调整方法获得的雪崩光电二极管器件。
(三)有益效果
本发明在雪崩光电二极管器件的结构参数设计阶段，提供了一种雪崩光电二极管器件结构参数的调整方法，通过仿真器件的电场分布，并根据其与预设电场的比较结果来调整器件的结构参数，从而得到合理的器件结构参数，避免了实验探索的繁琐过程。同时也避免了器件的结构参数设计不当，引起的浪费大量的时间、人力以及物力的情况。且通过本发明获得的雪崩光电二极管器件具有较合理的结构参数、较好的电场分布以及较佳的性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种雪崩光电二极管器件结构参数的调整方法流程图；
图2为本发明实施例的雪崩光电二极管器件的结构示意图；
图3为本发明实施例的雪崩光电二极管的电场分布示例图
图4A为本发明实施例一未调整的器件电场分布图；
图4B为本发明实施例另一未调整的器件电场分布图；
图4C为本发明实施例一调整后的器件电场分布图；
图5为本发明实施例的推导二极管内部电场理论公式的坐标系示意图。
具体实施方式
在器件的结构参数设计阶段，提前设计合理的雪崩光电二极管器件参数结构格外的重要。雪崩光电二极管器件的性能取决于器件内部的电场分布，而器件内部的电场分布则取决于器件的结构参数。因此，通过数值计算的方法来计算雪崩光电二极管器件内部电场的方法一直受到广泛的关注和研究。而SILVACO TCAD中的二维器件仿真器ATLAS可以模拟半导体器件的电学、光学和热学行为，可以对雪崩光电二极管进行精确的仿真。
本发明目的在于提供一种基于电场调整的近红外雪崩光电二极管器件的设计方法。该方法提前调整了器件的结构参数，避免了实验探索过程的繁琐，易于制备出性能优越的近红外雪崩光电二极管。
雪崩光电二极管器件可以通过其结构参数来计算其内部的电场分布，将初始的电场分布与预设电场分布进行比较，根据理论公式推导结果，反过来修正结构参数。重复上述过程，直到得到较合理的电场分布，从而得到较佳的器件性能。该方法可以实现In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As/InP近红外雪崩光电二极管结构参数的调整，同时也适用于所有采用分离吸收-渐变-电荷-倍增(SAGCM)异质结结构的雪崩光电二极管器件。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明实施例提供的一种雪崩光电二极管器件结构参数的调整方法流程图，如图1所示，该方法包括步骤：
S1、确定雪崩光电二极管器件的结构参数，所述结构参数包括所述雪崩光电二极管器件的吸收层和电荷层二者的初始厚度及初始掺杂浓度；
其中，该器件常见的为分离吸收-渐变-电荷-倍增异质结结构的雪崩光电二极管结构，因此，所述结构参数还包括渐变层和倍增层的初始厚度及初始掺杂浓度。
S2、将所述结构参数进行仿真，得到所述器件在雪崩击穿时吸收层的内部电场；
具体为：在仿真软件SILVACO中，输入仿真脚本语言，包括：启动ATLAS仿真器；定义仿真网格参数以及器件的初始结构参数；定义上下电极；定义材料参数；定义仿真采用模型，漂移扩散模型(模型中含有泊松方程以及载流子连续性方程)；定义非线性计算，Newton迭代法；进行电学仿真，显示仿真结果。然后，将仿真结果，器件的电场分布，主要是器件吸收层的内部电场分布数据导出。
S3、比较所述吸收层的内部电场与预设吸收层电场区间，若吸收层的内部电场在所述预设吸收层电场区间内，则完成结构参数的调整；若吸收层的内部电场分布不在所述预设吸收层电场区间内，则进行步骤S4；
具体为：将得到的吸收层的内部电场数据与预设吸收层电场区间进行对比。对于InGaAs材料作为吸收层的雪崩光电二极管，其预设吸收层电场区间为50-180KV/cm。当电场小于50KV/cm时，吸收层中的载流子漂移速度太慢，将会在到达倍增层之前被复合掉；当电场大于180KV/cm时，吸收层将会发生隧穿现象，导致器件的暗电流增大，影响器件的性能。根据理论公式通过对电荷层的参数对吸收层的内部电场进行调整，不同的参数取值将会对电场进行不同的调整，因此当根据仿真结果与预设吸收层电场区之间的偏差值的具体情况，进行相应的参数调整。
S4、若吸收层的内部电场大于所述预设吸收层电场区间的最大值，则减小电荷层的掺杂浓度，返回并依次进行步骤S2和S3；若吸收层的内部电场小于所述预设吸收层电场区间的最小值，则增加电荷层的掺杂浓度，返回并依次进行步骤S2和S3；
具体为：如果二极管的吸收层的内部电场大于180KV/cm，根据偏差值的大小，适当增大电荷层掺杂浓度，重新进行仿真，然后跳转至步骤S2，再进行步骤S3的操作；如果二极管的内部吸收层电场小于50KV/cm，根据偏差值的大小，适当减小电荷层掺杂浓度，重新进行仿真，然后跳转至步骤S2，再进行步骤S3。最终，直到器件的吸收层电场位于预设吸收层电场区间之内，则说明已经得到合适的结构参数。
图2为本发明实施例的雪崩光电二极管器件的结构示意图，如图2所示，本发明实施例选择InGaAs/InAlAs/InP近红外雪崩光电二极管器件，除了主要的分离的吸收层-渐变层-电荷层-倍增层(SAGCM)异质结结构之外，还有接触层、覆盖层。其结构自下而上依次为：InP材料的接触层；InAlAs的覆盖层；InAlAs的倍增层(在其他实施例中也可以为InP)；InAlAs的电荷层；InAlGaAs的渐变层；InGaAs的吸收层；InAlGaAs的渐变层；InAlAs的覆盖层；以及InGaAs的接触层。此外，一般来说，电荷层的宽度为10nm-200nm，从而减小因为电荷区厚度产生的容差。
另外，在InGaAs/InAlAs/InP近红外雪崩光电二极管中：InGaAs材料作为雪崩光电二极管的吸收层材料，可以吸收通信波段的光(1100-1700nm)，并生成光生载流子，与InAlAs以及InP材料晶格匹配(减少材料生长缺陷)；InAlGaAs材料作为渐变层材料，减少由于能带变化带来的载流子堆积问题；InAlAs材料作为电荷层材料，可以控制器件的电场分布；InAlAs材料作为倍增层材料，在高电场下，电子会进行雪崩倍增。
图3为本发明实施例的雪崩光电二极管的电场分布示例图，如图3所示，本发明实施例中的器件为InGaAs/InAlAs/InP近红外雪崩光电二极管。一般来说，器件吸收层的预设吸收层电场区间为50-180KV/cm。在该电场区间下，制备的InGaAs/InAlAs/InP近红外雪崩光电二极管既可以避免隧穿效应带来的暗电流增大问题，同时也可以避免载流子漂移速度过低带来的光响应减小问题。示例中的器件参数结构为：吸收层厚度1800nm，非故意掺杂；渐变层厚度50nm，无掺杂；电荷层厚度50nm，掺杂浓度3.9*1017-5.7*1017cm-3；倍增层厚度800nm，非故意掺杂。
图4A为本发明实施例一未调整的器件电场分布图，图4B为本发明实施例另一未调整的器件电场分布图，图4C为本发明实施例一调整后的器件电场分布图，如图4A至图4C所示，图4A的吸收层的内部电场小于50KV/cm，在这个电场下，吸收层的光生载流子漂移速度过低，在还未到达倍增层之前可能就被复合掉，从而使得器件的光响应减小。图4B的吸收层的内部电场大于180KV/cm，在这个电场下，吸收层将会发生隧穿效应，从而使得器件的暗电流增大。对图4A和图4B中采用的结构参数，按本发明提出的调整方法进行调整后，可以得到如图4C所示的结果，其吸收层的内部电场为100KV/cm。
图5为本发明实施例的推导器件内部电场理论公式的坐标系示意图，如图5所示，其中，可以忽略对结果无影响的渐变层，理论公式
由泊松方程进行推导得到，E(x，Vbias)为在偏置电压Vbias下，器件内部某一点x处的电场强度；Emax(Vbias)在偏置电压Vbias下，器件内部的最大电场强度；其中Nm、Nc、Na分别代表倍增层掺杂浓度、电荷层掺杂浓度以及吸收层掺杂浓度；wm′、wc′分别代表倍增层厚度、电荷层厚度；Xc代表电荷层与吸收层交界处；x代表器件内部某一点。
本发明实施例的另一方面，还提供了一种采用上述调整方法获得的雪崩光电二极管器件，该器件结构参数经过仿真后，在雪崩击穿时吸收层的内部电场在预设吸收层电场区间之内，即吸收层的内部电场大于等于最低漂移速度电场(180KV/cm)，且小于等于隧穿电场(50KV/cm)，此时的器件具有较合理的结构参数和较好的电场分布，且性能更佳。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种雪崩光电二极管器件结构参数的调整方法，其特征在于，包括步骤：
S1、确定雪崩光电二极管器件的结构参数，所述结构参数包括所述雪崩光电二极管器件的吸收层和电荷层二者的初始厚度及初始掺杂浓度；
S2、将所述结构参数进行仿真，得到所述器件在雪崩击穿时吸收层的内部电场；
S3、比较所述吸收层的内部电场与预设吸收层电场区间，若吸收层的内部电场在所述预设吸收层电场区间内，则完成结构参数的调整；若吸收层的内部电场分布不在所述预设吸收层电场区间内，则进行步骤S4；
S4、若吸收层的内部电场大于所述预设吸收层电场区间的最大值，则减小电荷层的掺杂浓度，返回并依次进行步骤S2和S3；若吸收层的内部电场小于所述预设吸收层电场区间的最小值，则增加电荷层的掺杂浓度，返回并依次进行步骤S2和S3。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设吸收层电场区间的最小值大于等于最低漂移速度电场，且预设吸收层电场区间的最大值小于等于隧穿电场。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述吸收层隧穿电场为180KV/cm，所述吸收层最低漂移速度电场为50KV/cm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸收层为In0.53Ga0.47As材料，电荷层为InAlAs材料，所述器件的倍增层为InP或者InAlAs材料。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，所述吸收层的内部电场与电荷层的掺杂浓度之间的公式为：
<mrow>
<mi>E</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>x</mi>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>V</mi>
<mrow>
<mi>b</mi>
<mi>i</mi>
<mi>a</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>V</mi>
<mrow>
<mi>b</mi>
<mi>i</mi>
<mi>a</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</msub>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>qN</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
<msup>
<msub>
<mi>w</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
</mrow>
<msub>
<mi>&epsiv;</mi>
<mrow>
<mi>S</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
</mfrac>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>qN</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<msup>
<msub>
<mi>w</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
</mrow>
<msub>
<mi>&epsiv;</mi>
<mrow>
<mi>S</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
</mfrac>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>qN</mi>
<mi>a</mi>
</msub>
<mo>|</mo>
<mi>x</mi>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>X</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mo>|</mo>
</mrow>
<msub>
<mi>&epsiv;</mi>
<mrow>
<mi>S</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msub>
</mfrac>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中E(x，Vbias)为在偏置电压Vbias下，所述器件内部某一点x处的电场强度；在偏置电压Vbias下，器件内部的最大电场强度；Nm、Nc、Na分别代表器件的倍增层掺杂浓度、电荷层掺杂浓度以及吸收层掺杂浓度；wm′、wc′分别代表倍增层厚度、电荷层厚度；Xc代表电荷层与吸收层交界处；x代表器件内部某一点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电荷层厚度为10nm-200nm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2通过二维器件仿真器ATLAS进行所述仿真。
8.根据权利要求1-7任一所述调整方法获得的雪崩光电二极管器件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710315129.5A CN107092760A (zh) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | 雪崩光电二极管器件及其结构参数的调整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710315129.5A CN107092760A (zh) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | 雪崩光电二极管器件及其结构参数的调整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107092760A true CN107092760A (zh) | 2017-08-25 |
Family
ID=59638493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710315129.5A Pending CN107092760A (zh) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | 雪崩光电二极管器件及其结构参数的调整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107092760A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116759311A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-09-15 | 北京市天润中电高压电子有限公司 | 一种半导体雪崩高压二极管的制造方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7432537B1 (en) * | 2005-09-14 | 2008-10-07 | Voxtel, Inc. | Avalanche photodiode structure |
| EP2073277A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-06-24 | Alcatel Lucent | Avalanche photodiode |
| CN103077996A (zh) * | 2013-02-08 | 2013-05-01 | 中国科学院半导体研究所 | 一种雪崩光电探测器和提高雪崩光电探测器高频特性的方法 |
| CN103227231A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-07-31 | 中国科学院半导体研究所 | 一种平面型雪崩光电探测器 |
| CN104794294A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-07-22 | 重庆邮电大学 | 一种Ge/Si SACM结构雪崩光电二极管的等效电路模型建立方法 |
| CN105390556A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-03-09 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种用于单行载流子光电二极管的吸收区结构 |
| CN105914254A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-31 | 苏州大学 | 一种基于InGaAs-InP异质结光电晶体管的结构优化方法 |
-
2017
- 2017-05-05 CN CN201710315129.5A patent/CN107092760A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7432537B1 (en) * | 2005-09-14 | 2008-10-07 | Voxtel, Inc. | Avalanche photodiode structure |
| EP2073277A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-06-24 | Alcatel Lucent | Avalanche photodiode |
| CN103077996A (zh) * | 2013-02-08 | 2013-05-01 | 中国科学院半导体研究所 | 一种雪崩光电探测器和提高雪崩光电探测器高频特性的方法 |
| CN103227231A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-07-31 | 中国科学院半导体研究所 | 一种平面型雪崩光电探测器 |
| CN104794294A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-07-22 | 重庆邮电大学 | 一种Ge/Si SACM结构雪崩光电二极管的等效电路模型建立方法 |
| CN105390556A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-03-09 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种用于单行载流子光电二极管的吸收区结构 |
| CN105914254A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-31 | 苏州大学 | 一种基于InGaAs-InP异质结光电晶体管的结构优化方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 杜玉杰等: ""晶格雪崩光电二极管的结构优化及性能研究"", 《激光与红外》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116759311A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-09-15 | 北京市天润中电高压电子有限公司 | 一种半导体雪崩高压二极管的制造方法 |
| CN116759311B (zh) * | 2023-08-16 | 2023-11-14 | 北京市天润中电高压电子有限公司 | 一种半导体雪崩高压二极管的制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Friedman et al. | Effect of luminescent coupling on the optimal design of multijunction solar cells | |
| CN105390556A (zh) | 一种用于单行载流子光电二极管的吸收区结构 | |
| CN104900731B (zh) | 红外光电探测器及其制造方法 | |
| Maryasin et al. | Technological guidelines for the design of tandem III-V nanowire on Si solar cells from opto-electrical simulations | |
| Singh et al. | A thin layer of Carbon Nano Tube (CNT) as semi-transparent charge collector that improve the performance of the GaAs Solar Cell | |
| CN107092760A (zh) | 雪崩光电二极管器件及其结构参数的调整方法 | |
| Du et al. | Band structure adjustment of solar cells by gradient doping | |
| Li et al. | InGaAs/InAlAs SAGCMCT avalanche photodiode with high linearity and wide dynamic range | |
| Welser et al. | Reducing non-radiative and radiative recombination in InGaAs quantum well solar cells | |
| CN207458973U (zh) | 一种新型雪崩二级管光电探测器 | |
| Olyaee et al. | Investigation of hybrid Ge QDs/Si nanowires solar cell with improvement in cell efficiency | |
| CN106409940B (zh) | 单行载流子光电二极管的收集区结构 | |
| Singh et al. | A wide band gap In 0.5 (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 P back surface field layer increases 6% more efficiency in DLAR dual junction InGaP solar cell | |
| CN105914254B (zh) | 一种基于InGaAs‑InP异质结光电晶体管的结构优化方法 | |
| Nawaz | Design analysis of a-Si/c-Si HIT solar cells | |
| Wilkins et al. | 4-junction solar cells with dilute nitrides: optimization with luminescent coupling | |
| Laznek et al. | Semi-analytical simulation and optimization of AlGaAs/GaAs pin quantum well solar cell | |
| CN207338397U (zh) | 一种雪崩光电二极管 | |
| Mostafa et al. | Performance Optimization of Quantum Well Solar Cells Through Layer Thickness Variation | |
| Rafat et al. | Numerical simulation of the limiting efficiency of the graded bandgap solar cell | |
| Xing et al. | Analysis of effects of front and back surface dopants on silicon vertical multi-junction solar cell by 2D numerical simulation | |
| Pandey et al. | Novel SiC encapsulated coaxial silicon nanowire solar cell for optimal photovoltaic performance | |
| Hasanzadeh Bishegahi et al. | Designing an InGaP/InAlGaP Double Junction Solar Cell without an Anti-Reflection Coating by Adding a New Window Layer in the Upper Junction and Optimizing the Back Surface Field Layer | |
| Emami et al. | Frequency response of a WG-SACM-APD InGaAs/InP structure | |
| CN117634158A (zh) | 一种单光子探测器的仿真方法、装置、设备及存储介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170825 |