SOI基栅控横向PIN蓝紫光探测器的理论建模与工艺研究

发布时间：2024-03-31 16:45

　　根据瑞利散射,大气对光波的散射强度与波长的四次方成反比,对于可见光中的长波光与近红外光而言,其偏振性较差。蓝紫光波段(380～520 nm)的波长较短,偏振性较强,更适合光电探测器检测。目前,蓝紫光探测器通常为单独场效应型或单独双极型二极管,其各自的优缺点,量子效率与频率特性二者相互制约,不利于集成。本文基于SOI基透明电极栅控横向PIN光电二极管(SOI LPIN PD-GTE)进行了以下主要几个方面的研究。1.基于泊松方程,建立了器件栅极电压的解析模型,通过MATLAB对解析模型进行了数值计算,并与仿真结果相对比,验证模型的有效性。得出沟道表面弱反型的栅极电压为0.2145V,沟道表面强反型的栅压为0.5105V。2.基于电流密度方程和电流连续性方程,构建了器件的暗电流解析模型以及在入射光功率为1mW/cm2时光电流的解析模型,利用MATLAB对光电流与暗电流的解析模型进行数值计算,通过仿真结果与计算结果的对比,光电流与暗电流数值计算与模拟仿真结果变化趋势一致,拟合度较好,验证了解析模型的有效性。并对光暗电流比进行研究,得出信噪比(SNR)最优化时的栅压值为1.7V。3.利用SIL...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图５．２栅极电计算结果??

?硕士学位论文???３．４．１栅极电压??在常温下（７＝３００／０，由得费米势＾〇．２９Ｆ。当表面弱反型，即表面??势等于一倍费米势，％／＾／＝〇．２９Ｖ时，由式３．１２计算得，Ｆｍ＝０．２１４５Ｖ。当表面强反型，??即势等于两倍费米势，＾ｓ／＾２＾；＝０．５８Ｖ时，由式３．１２....

图３．３栅极电压Ｋａ仿真结果??

当Ｆｇ；Ｈ）．２１４５Ｖ时，表面弱反型，电子浓度与空穴浓度相等，ｎ＝ｐ＝ｎ，；当Ｋ＜＾＝０．５１１Ｖ??时，表面强反型，电子浓度与掺杂浓度相等，《＝从＜。当表面弱反型和强反型时计算结果??如图３．２所示。??１０、??％?（＾）?１〇＇ｓｊ??ｎｙ?（ｃ＞ｎ）??１??Ｐｙ?加、....

图３．４暗电流仿真结果

＆＾／＝〇．２９Ｖ时，Ｆｍ＝０．２２７Ｖ。当表面强反型，即势等于两倍费米势，％／＝２ｗ＝０．５８Ｖ时，??化尤＝０．５４５Ｖ。??由图３．２与图３．３可知，计算结果与仿真结果拟合很好，有效的验证了栅极电压解??析模型的正确性。??３．４．２暗电流??当没有光照时，沟道内由于载流子....

图３．６光电流仿真结果

ａ＝１０５／ｃｍ，单位面积的入射光功率为Ｐ，？＝ｌｍ？７ｅｗ２。采用ＳＩＬＶＡＣＯ软件的ＡＴＬＡＳ模块，??对器件进行模拟仿真，得出器件在栅压从０增加到２Ｖ时的光电流变化曲线，结果如图??３．６所示。根据式（３．６５），利用ＭＡＴＬＡＢ对模型进行计算，计算结果如图３．７所示。??....

本文编号：3944220