基于光纖傳輸、量子通信等技術(shù)對低噪聲、高信噪比探測器的需求,高探測率、高靈敏度、智能集成化的APD探測器越來越多地應(yīng)用于當(dāng)代通信系統(tǒng)等行業(yè)。本文主要對SAGCM結(jié)構(gòu)的In_0.53Ga_0.47As/InP APD探測器進(jìn)行了研究。1、利用silvaco-TCAD仿真軟件,研究了In_0.53Ga_0.47As/InP SAGCM-APD探測器的InP電荷層、偏置電壓對電場分布的影響,研究了探測器中InP電荷層、倍增層對器件貫穿電壓和擊穿電壓的影響。另外,對器件的交流小信號特性以及光響應(yīng)特性等性能進(jìn)行了分析討論。增加偏置電壓,APD探測器內(nèi)部電場整體增大;InP電荷層電荷面密度增加,導(dǎo)致APD探測器的倍增層電場增加,而其吸收層電場減小。InP電荷層電荷密度增加,APD探測器的擊穿電壓線性降低,而貫穿電壓線性增加;電荷層電荷面密度大于一定值后,InP倍增層厚度Wm的增加使得APD器件擊穿電壓先減小后增加,在0.4μm處,擊穿電壓出現(xiàn)最小值Vbmin為29 V,器件貫穿電壓隨著倍增層厚度Wm的增加而線性增加。I... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 APD探測器的發(fā)展
        1.2.1 APD結(jié)構(gòu)發(fā)展
        1.2.2 APD材料分類
        1.2.3 APD國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 外延制備與性能表征設(shè)備
    2.1 外延制備
        2.1.1 分子束外延技術(shù)
        2.1.2 Zn擴(kuò)散實驗裝置
    2.2 性能表征設(shè)備
        2.2.1 高精度探針臺
        2.2.2 自裝光照響應(yīng)測試系統(tǒng)
        2.2.3 掃描電鏡顯微鏡
    2.3 本章小結(jié)
第三章 APD器件結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.1 silvaco-TCAD軟件介紹
    3.2 物理模型
        3.2.1 遷移率模型
        3.2.2 產(chǎn)生復(fù)合模型
        3.2.3 局域模型和非局域模型
    3.3 仿真建模
        3.3.1 結(jié)構(gòu)描述
        3.3.2 材料參數(shù)及模型
        3.3.3 數(shù)值計算方法
        3.3.4 器件特性結(jié)果
    3.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.4.1 電場分布
        3.4.2 貫穿電壓與擊穿電壓相互關(guān)系
        3.4.3 倍增區(qū)與擊穿電壓、貫穿電壓關(guān)系
        3.4.4 交流小信號特性
        3.4.5 光響應(yīng)特性
    3.5 本章小結(jié)
第四章 APD器件制備與性能分析
    4.1 APD器件制備
        4.1.1 APD器件保護(hù)環(huán)設(shè)計
        4.1.2 APD器件工藝流程
        4.1.3 APD器件Zn擴(kuò)散
    4.2 APD器件性能分析
        4.2.1 器件I-V特性分析
        4.2.2 器件C-V特性分析
        4.2.3 器件I-T特性分析
        4.2.4 器件響應(yīng)特性分析
        4.2.5 保護(hù)環(huán)對器件的擊穿電壓作用
        4.2.6 器件貫穿電壓與擊穿電壓關(guān)系
    4.3 本章總結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 后期展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高光電探測效率CMOS單光子雪崩二極管器件[J]. 王巍,陳婷,李俊峰,何雍春,王冠宇,唐政維,袁軍,王廣.  光子學(xué)報. 2017(08)
[2]中國量子衛(wèi)星實現(xiàn)千公里量子糾纏分發(fā)[J].   科技傳播. 2017(12)
[3]高探測效率CMOS單光子雪崩二極管器件[J]. 王巍,鮑孝圓,陳麗,徐媛媛,陳婷,王冠宇.  光子學(xué)報. 2016(08)
[4]集成電路用聚合物光波導(dǎo)材料[J]. 溫昌禮,季家镕,竇文華,宋艷生.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2009(07)



本文編號：3698601