透明栅控SOI薄膜横向PIN光电探测器频率特性研究

发布时间：2020-12-17 04:55

　　随着半导体技术和信息科学的快速发展,光敏器件在工业技术、国防军事和现代民用科技中起到关键作用。因此,在环境科学、生物医学等领域的短距离光通信和短距离监测系统中,急需具有高光电流、高灵敏度、高响应度、低暗电流和良好频率性能的低成本高性能光电探测器,这极大地促进了短波段光电探测的发展。透明栅控SOI薄膜横向PIN光电探测器（SOI LPIN PD-GTE）结合了典型CMOS SOI技术、横向PIN型光电二极管、BJMOSFET的优点,具有优越的光电性能和频率特性。本文分析了 SOI LPIN PD-GTE的器件结构和工作原理。基于器件结构,给出了 SOI LPINPD-GTE的频率特性的物理模型。利用二维Atlas数值仿真软件,考虑栅极偏压、入射光波长、本征区和P+、N+区掺杂浓度、本征区长度等参数,分析和优化了 SOI LPIN PD-GTE在不同入射光波长和温度影响下的频率特性。本征区长度Li=8μm、P+、N+区掺杂浓度1018cm-3、本征区掺杂浓度1015cm-3的典型尺寸器件在温度300K、栅极偏压0.5V、受到400nm以下短波长波段光照时表现出来了大约28 MHz的稳定的-... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１ＭＯＳＦＥＴ开启状态下能带图??

ＳＯＩ技术是全球公认的新世纪微电子技术发展的先进技术，其在光电集成、??高速电路、低功耗电路、高温电路等领域都有广阔的发展前景，是微电子领域发??展的前沿技术，ＳＯＩ?ＭＯＳＦＥＴ的基本结构如图１．２，其相对于传统体硅技术引入??了掩埋氧化层，此隔离结构可以大大降低器件的功耗和漏电流［６］，其优势总结为：??１、

ＤｅｃｋＢｕｉｌｄ中的模拟仿真代码显示出响应的半导体结构，可以调节其显示半导体??器件内的几何结构、材料掺杂等特性，并且可以根据仿真出来的图形在其上通过??Ｃｕｔｌｉｎｅ截取所需要的能带结构、电子空穴浓度等相关材料参數和物理数据。图１．４??所显示的是ＰＩＮ型光电探测器的仿真结果，其导出了器件的结构，显示了器件的??掺杂情况、电极等信息，并且使用Ｃｕｔｌｉｎｅ功能得到了器件在垂直方向硅层正中间??的载流子分布情况。图１．５中显示的是ＰＩＮ型光电二极管的ＤＣ仿真结果。Ｔｏｎｙｐｌｏｔ??强大的模拟仿真功能使得具象的了解半导体器件结构成为可能，也使得半导体器??件的相关参数分析更加简单方便。??Ｈ?３）ｉＳ．；??ｆｌｉｔ?Ｚ４｜？?｜：ｌ＊ｔ?Ｉ＊＊ｌｔ?ｕ？ｌ；??，Ｇ?Ｂ?：ｉ?０?＃牐埃牳海牐幔崳?－ｉｓ；?ｌａｃ?？?ｔｉｃ?？＞？ｒ??Ｉ月??ｍ?ｆ??？：?－ｊ．．?．ｊｉｗ


本文编号：2921440