硅化鎂(Mg_2Si)是一種新型環(huán)保半導(dǎo)體材料,有著良好的光吸收,是一種很好的近紅外光電材料。本文對(duì)基于硅化鎂材料的光電二極管進(jìn)行了設(shè)計(jì)與性能研究。本文結(jié)合Mg_2Si的工藝以及材料性能參數(shù),提出了一套對(duì)Mg_2Si光電二極管進(jìn)行計(jì)算的物理模型。利用該模型與Silvaco TCAD可以對(duì)光電二極管的正向壓降、最大整流電流、反向擊穿電壓、暗電流等電學(xué)性能參數(shù)以及靈敏度、量子效率、探測(cè)率、等效噪聲功率、響應(yīng)時(shí)間等光學(xué)性能參數(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算。對(duì)于同質(zhì)結(jié)PN型Mg_2Si光電二極管,本文研究了不同p型摻雜層的厚度、P型摻雜層摻雜濃度以及P與N型摻雜層的摻雜濃度的梯度對(duì)同質(zhì)結(jié)PN型光電二極管的性能參數(shù)的影響。得到同質(zhì)結(jié)PN型光電二極管最大探測(cè)度可以達(dá)到0.413(A/W),探測(cè)度最大對(duì)應(yīng)入射光波長(zhǎng)為875 nm。對(duì)于同質(zhì)結(jié)PIN型Mg_2Si光電二極管,本文研究了不同p型摻雜層厚度、I型摻雜層厚度、N型摻雜層厚度以及I型摻雜層摻雜濃度對(duì)同質(zhì)結(jié)PIN型光電二極管的性能參數(shù)的影響。得到同質(zhì)結(jié)PIN型光電二極管的最大探測(cè)度可以達(dá)到0.433(A/W),探測(cè)度最大對(duì)應(yīng)入射光波長(zhǎng)為965 nm。在PIN結(jié)構(gòu)的情況下其探測(cè)度可以達(dá)到1.44×10~(11) cm?Hz~(1/2)W~(-1),對(duì)應(yīng)的入射光波長(zhǎng)也為940 nm。通過(guò)理論計(jì)算可以得到Mg_2Si在近紅外波段有著較好的光電轉(zhuǎn)化特性以及較高的分辨特性。Mg_2Si薄膜在紅外800~1000 nm的范圍內(nèi)都有著良好的吸收,可以用來(lái)制作近紅外光電二極管。
【學(xué)位單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TN304;TN31
【部分圖文】：

圖 1.1 電磁波譜由輻射理論可以得出，溫度高于絕對(duì)零度的物體會(huì)在全譜段內(nèi)向外輻射能量，這種能量輻射是物體傳遞能量的方式之一。任何物體向周?chē)椛淠芰渴蛊錅囟认陆档耐瑫r(shí)，也會(huì)接收到其它物體發(fā)出的輻射能量使其溫度升高，當(dāng)物體向外輻射能

圖 1.2 Silvaco 仿真流程圖Silvaco 仿真過(guò)程如圖 1.2 所示可以由工藝仿真器或器件編輯器（Athena/Devd得到器件結(jié)構(gòu)，并對(duì)器件各種細(xì)節(jié)進(jìn)行描述，再通過(guò)仿真器（Atlas）對(duì)器件進(jìn)行仿

（a）Mg2Si晶體結(jié)構(gòu) （b）Mg2Si相圖圖 2.1Mg2Si晶體結(jié)構(gòu)與相圖2.3Mg2Si能帶結(jié)構(gòu)Mg2Si導(dǎo)帶能量最低處在布里淵區(qū)的 X 點(diǎn)處，等能面是圍繞著極值點(diǎn)的

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 梁超龍;代平;;Mg_2Si基熱電材料的研究現(xiàn)狀與展望[J];材料導(dǎo)報(bào);2015年S2期

2 李龍;孫浩;朱西安;;碲鎘汞長(zhǎng)波探測(cè)器暗電流仿真分析[J];紅外技術(shù);2014年01期

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本文編號(hào)：2832784