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《algan基pin光電探測器的模型與模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第26卷第8期半導(dǎo)體學(xué)報Vol.26No.82005年8月CHINESEJOURNALOFSEMICONDUCTORSAug.,20053AlGaN基PIN光電探測器的模型與模擬張春福郝躍張金鳳龔欣(西安電子科技大學(xué)微電子所寬禁帶半導(dǎo)體材料與器件教育部重點實驗室,西安710071)摘要:在漂移擴散方程的基礎(chǔ)上建立了AlGaNp2i2n光電探測器的物理模型,分析了多種結(jié)構(gòu)AlGaNp2i2n光電探測器的光譜響應(yīng),并討論了AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)界面極化效應(yīng)對太陽盲區(qū)p2GaN/i2Al0.33Ga0.67N/n2GaN倒置異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)p2i2n光電探測器(invert
2、edheterostructurephotodetectors,IHPs)UV/Solar選擇比(280nm與320nm響應(yīng)度之比)的影響.結(jié)果表明:優(yōu)化p層是提高器件光譜響應(yīng)的有效途徑;為獲得較高的UV/Solar選擇比,光伏模式(零偏壓)為太陽盲區(qū)p2GaN/i2Al0.33Ga0.67N/n2GaNIHPs的最佳工作模式;在光伏模式下考慮極化效應(yīng)影響時,Ga面p2GaN/i2Al0.33Ga0.67N/n2GaNIHPs器件的UV/Solar選擇比可達750,與Tarsa等人報道的三個量級的實驗結(jié)果基本一致.關(guān)鍵詞:pin光電探測器;光譜響應(yīng);太陽盲區(qū);UV
3、/solar選擇比;極化效應(yīng)PACC:7280E;7820;7730+中圖分類號:TN36412文獻標識碼:A文章編號:025324177(2005)0821610206段高Al組分、高質(zhì)量、高有效摻雜的p型AlGaN相[9]1引言對較難獲得,Tarsa等人給出了p2GaN/i2AlGaN/n2GaN倒置探測結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)用窄帶的GaN材料作為第三代半導(dǎo)體材料的GaN屬直接帶隙半代替高Al組分的透射窗口,降低了對工藝的要求,導(dǎo)體,具有禁帶寬度大、電子飽和速度高、介電常數(shù)是取得真正太陽盲區(qū)的捷徑之一.[10]小等優(yōu)點.優(yōu)越的物理化學(xué)穩(wěn)定性使其可以在苛刻Pulfrey
4、等人首先建立了GaNp2i2n同質(zhì)結(jié)[1～2][11]的條件下工作,適合制備多種器件.特別是其三光電探測器模型,Poochinda等人對GaN和In2元合金AlGaN,隨Al組分的變化禁帶寬度在314～GaNp2i2n及n2i2n光電探測器進行了模擬和討論.612eV之間連續(xù)變化,對應(yīng)波長范圍為200～本文中,我們在飄移擴散方程的基礎(chǔ)上建立了Al2365nm,是制作紫外探測器的理想材料之一.AlGaNGaN基pin紫外探測器的物理模型,對多種同質(zhì)結(jié)基紫外探測器能有效地探測、跟蹤釋放大量紫外線及異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的p2i2n光電探測器的光譜響應(yīng)進行的目標,可用于空載、艦載、
5、地面探測預(yù)警系統(tǒng),還可了研究.并在此模型的基礎(chǔ)上特別討論了含Al組用于空間紫外通信、臭氧層監(jiān)測等領(lǐng)域.由于GaN分33%的p2GaN/i2Al0.33Ga0.67N/n2GaN倒置探測及其合金的優(yōu)越性質(zhì)及其在紫外探測器應(yīng)用的廣泛結(jié)構(gòu)的光譜響應(yīng)曲線.結(jié)果表明:在AlGaN基p2i2n前景,使AlGaN基寬禁帶半導(dǎo)體紫外探測器成為研紫外探測器中,p層極大影響著探測器的性能,對p[3～6]究熱點之一.層進行優(yōu)化是提高探測器光譜響應(yīng)的最有效途徑之[7]為了應(yīng)用于太陽盲區(qū)(200～300nm),Al組一.光伏模式下,在p2GaN/i2AlGaN/n2GaN倒置探分為33%的
6、AlGaN基紫外探測器(吸收邊在測結(jié)構(gòu)中若考慮極化效應(yīng)的影響,器件的UV/Solar[8,9]300nm左右)引起了人們的特別關(guān)注.由于現(xiàn)階選擇比(280nm與320nm的光譜響應(yīng)之比)達750,3國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃資助項目(批準號:51327020301)張春福男,1979年出生,博士研究生,主要研究方向為GaN材料及器件.E2mail:zhangchunfu@126.com郝躍男,1958年出生,教授,博士生導(dǎo)師,主要研究方向為超深亞微米VLSI可靠性、理論與設(shè)計方法,新型寬禁帶半導(dǎo)體器件與關(guān)鍵技術(shù),以及系統(tǒng)集成(SOC)設(shè)計與設(shè)計方法學(xué)等.200520
7、1221收到,2005203222定稿Z2005中國電子學(xué)會第8期張春福等:AlGaN基PIN光電探測器的模型與模擬1611與Tarsa等人三個量級的實驗結(jié)果相符較好;為獲體,價帶與導(dǎo)帶之間的直接復(fù)合是起主導(dǎo)作用的復(fù)[15]得較高的UV/Solar選擇比,光伏模式為GaN/合機理,因此我們主要考慮直接復(fù)合.電子和空[16]Al0.33Ga0.67N/GaN倒置異質(zhì)結(jié)光電探測器最佳工穴的凈復(fù)合率可表示為作模式.2Ud=R-G=r(np-ni)(6)其中n為電子濃度;p為空穴濃度;ni為本征載流2器件物理模型-11子濃度;r為電子2空穴復(fù)合幾率;取r=3×10首先,在
8、GaN及其
