基于异质结倍增层的InAlAsSb SACM雪崩光电二极管的优化

使用低工作电压的雪崩光电二极管(APD)有利于提高集成电路的稳定性和降低功耗.文章建立了一个分离吸收、电荷、倍增(SACM)型的雪崩光电二极管的模型,为了在低偏压下获得高增益同时不降低工作电压范围,这个模型采用了具有高低禁带宽度的异质结倍增层.同时,文章研究了异质结倍增层的厚度和掺杂浓度对暗电流和增益的影响.通过对掺杂浓度的优化,击穿电压和穿通电压可以同时下降.     

电导调制型功率器件用穿通结构的基区优化理论

通过对临界击穿电场近似得出的穿通限制击穿电压的分析,提出了电导调制型功率器件用穿通结构的基区优化设计解析理论:对于电导调制功率器件用的各种穿通结构,只要其耐压基区的厚度选择为同衬底浓度突变结击穿时的耗尽层宽度的最佳分割长度,即穿通因数F等于4,就可使外延基区的厚度为最小.同时,该耐压基区的击穿电压为最大.运用该理论的结果,得出了此类应用的基区优化设计公式,并将计算结果与一些文献的设计值进行了比较,纠正了先前计算的不准确性.     

电导调制型功率器件用穿通结构的基区优化理论

通过对临界击穿电场近似得出的穿通限制击穿电压的分析 ,提出了电导调制型功率器件用穿通结构的基区优化设计解析理论 :对于电导调制功率器件用的各种穿通结构 ,只要其耐压基区的厚度选择为同衬底浓度突变结击穿时的耗尽层宽度的最佳分割长度 ,即穿通因数 F等于4,就可使外延基区的厚度为最小 .同时 ,该耐压基区的击穿电压为最大 .运用该理论的结果 ,得出了此类应用的基区优化设计公式 ,并将计算结果与一些文献的设计值进行了比较 ,纠正了先前计算的不准确性 .     

具有厚耗尽层的“达通”型硅雪崩光电二极管雪崩击穿电压和倍增因子的近似计算

提出了一个分析n+pπp+“达通”型二极管雪崩击穿特性的近似方法,并根据文献资料的数据近似计算了耗尽区达200微米,p区杂质分布均匀及有线性梯度的n+pπp+“达通”型硅雪崩光电二极管的雪崩击穿电压和倍增因子。简要分析了各参数对n+pπp+结构雪崩击穿电压和倍增特性的影响。     

雪崩光电二极管芯片自动测试系统

利用Keithley 2400源表、AV6381可编程光衰减器、AV 38124 1 550 nm单模半导体激光器和TZ-608B型光电屏蔽探针台搭建雪崩光电二极管芯片自动测试系统.在Labview环境下开发了自动测试软件,通过软件控制测量仪表,实现了雪崩光电二极管芯片的击穿电压、暗电流、穿通电压及10倍增益工作点电压的自动测试及合格判定.探针台可以根据测量系统反馈的判定结果对不合格芯片进行NG标记,方便划片后对不合格芯片进行筛选和剔除.建立的自动测试系统准确性高,测试速度快,软件操作方便,显示结果直观.同时可以实现测试参数的自动存储,方便进行统计过程控制(SPC)分析.     

基于Matlab的APD器件模拟

为了迅速了解雪崩光电二极管(APD)的特性以确保量子保密通信系统的质量,在适当的假设前提下,依据经验公式并借助于Matlab的矩阵运算功能计算吸收渐变电荷倍增分离型雪崩光电二极管(SAGCM APD)的电场分布,然后以此得出电子、空穴倍增系数,最后再利用这些系数及传递函数计算出SAGCM APD的增益-电压特性及频率响应特性,模拟的结果较好地与实验结果一致。     

10Gbit/s InGaAs/InP雪崩光电二极管

基于InGaAs/InP吸收区、渐变区、电荷区和倍增区分离雪崩光电二极管(SAGCMAPD)器件结构,利用数值计算方法,模拟了各层参数对器件频率响应特性的影响.模拟结果表明,吸收层、倍增层厚度及电荷层面电荷密度可影响器件的-3 dB带宽;随增益的增加,器件带宽会逐渐降低;电荷层面电荷密度对器件击穿电压有明显影响.结合此模拟结果,制作出了高速InGaAs/InP雪崩光电二极管,并对器件进行了封装测试.测试结果表明,该结果与模拟结果相吻合.器件击穿电压为30 V;在倍增因子为1时,器件响应度大于0.8 A/W;在倍增因子为9时,器件暗电流小于10 nA,-3 dB带宽大于10 GHz,其性能满足10 Gbit/s光纤通信应用要求.     

MBE生长的PIN结构碲镉汞红外雪崩光电二极管

对中波红外碲镉汞雪崩光电二极管(APD)特性进行理论计算,获得材料的能量散射因子及电离阈值能级与材料特性的相互关系,从而计算器件的理论雪崩增益与击穿电压.通过对材料特性(组分,外延厚度,掺杂浓度等)的优化,设计并生长了适合制备PIN结构红外雪崩光电二极管的碲镉汞材料,并进行了器件验证.结果显示,在10V反偏电压下,该器件电流增益可达335.     

硅PiN管的雪崩击穿的修正

硅PiN结构在工业产品中有多种应用,是多种二极管的基本结构。本文分析了该结构的雪崩击穿特性,推导得到一个适合于PiN结构的突变结雪崩击穿电压公式。该解析式能估算器件杂质分布为单边突变结、双边突变结和PiN结构的雪崩击穿电压,修正了以往解析式中i层宽度为零时,击穿电压为零的错误结论。该解析式对于PiN管的器件物理分析、工艺结构的优化和产品流水线的监控是有用的。     

平行平面穿通结击穿电压的计算及比较

本文研究平行平面穿通结击穿电压的计算.首先根据电离率积分方程得出以归一化外延层厚度为变量的穿通结击穿电压拟合表达式,然后以此为基础,比较了另两种解析方法计算穿通结击穿电压的结果.分析表明：校正临界电场法可给出与电离率积分模式一致的击穿电压,而经典临界电场法将导致较大的误差.     

极化调控AlGaN基日盲紫外雪崩光电二极管性能优化

通过数值模拟研究了各层参数对极化调控的背入射异质结分离吸收倍增层型AlGaN基雪崩光电二极管(APDs)性能的影响,并详细分析相关物理机制。计算结果表明:参数的优化有利于降低APDs的雪崩击穿电压,提高倍增因子。特别是对于P-GaN层AlGaN雪崩光电二极管,倍增因子增加可超过300%,这是由于该雪崩光电二极管的GaN/Al0.4Ga0.6N异质界面的强极化电荷调节了倍增层、中间插入层、吸收层的电场分布,增加了载流子的注入和倍增效率,同时还由于参数优化减小了倍增时的暗电流。     

等价掺杂转换理论预示扩散 -外延穿通P-N结的击穿电压和击穿峰值电场强度

基于等价掺杂转换理论的应用 ,得到了解析计算扩散 -外延穿通 P- N结击穿电压和击穿峰值电场强度的一系列结果 .介绍了等价掺杂转换方法的基本理论 ,然后运用该理论得到了用于低压功率器件优化设计的系列击穿电压和击穿峰值电场强度计算公式 ,并正确地预示了最大击穿电压和击穿峰值电场强度的位置 .理论结果显示出与以前的数值分析结果很好的一致性     

MOSFET击穿特性的二维数值模拟

0引言 MOSET中产生击穿的机构有漏源击穿和栅绝缘层击穿。其中漏源击穿电压是由漏一衬底的PN结雪崩击穿电压与穿通电压两者中的较小者决定的。本文对漏源击穿运用MEDICI二维器件模拟软件进行分析。     

关于雪崩结开启电压和关断电压差别的研究

本文详细研究了雪崩结导通电压和关断电压的差别。 当结特征尺度在微米量级时,这个差别将不能忽略, 这个结果与现有报道不一致,并且对对器件参数的正确表征有较大影响。 实验发现当结面积变小时, 这个差别将增大。 本文对该现象进行了分析, 给出了理论解释,认为这个现象是由于结导通的阈值增益随着结面积的减小而增加的缘故。在雪崩渐近电流公式中, 所谓的“击穿电压”实际上应该是雪崩结关断电压。 修正了传统的关于雪崩渐近电流和盖革模式雪崩光电二极管的增益公式。     

平等平面穿通结穿电压的计算及比较

本文研究平行平面穿通结击穿电压的计算,首先根据电离率积分方程得出以归一化外延层厚度为变量的穿通结击穿电压拟合表达式,然后以此为基础,比较了另两种解析方法计算穿通结击穿电压的结果,分析表明：校正临界电场法可给出与率积分模式一致的击穿电压,而经典鉴电场法将导致较大的误差。     

等价掺杂转换理论预示扩散-外延穿通P-N结的击穿电压和击穿峰值电场强度

基于等价掺杂转换理论的应用,得到了解析计算扩散-外延穿通P-N结击穿电压和击穿峰值电场强度的一系列结果．介绍了等价掺杂转换方法的基本理论,然后运用该理论得到了用于低压功率器件优化设计的系列击穿电压和击穿峰值电场强度计算公式,并正确地预示了最大击穿电压和击穿峰值电场强度的位置．理论结果显示出与以前的数值分析结果很好的一致性．     

高压扩散结雪崩击穿参量的解析计算

本文采用特定的指数函数分布近似首次求得了理想高压扩散结雪崩击穿参量的解析表达式.计算结果与V.A.K.Temple和M.S.Adler的数值结果相当一致,大大优于沿用至今的单突与线缓分布近似计算结果.这一方法不仅可用于指导与评价JTT的分析与设计,还可用于现代功率器件的穿通分析与设计、扩散结势垒电容的解析计算等.     

具有抑制边缘击穿的层叠结结构的平面型InGaAs/InP盖革雪崩光电二极管的设计

通过有限元分析设计了具有抑制边缘击穿的层叠边缘结结构的平面型InGaAs/InP盖革雪崩光电二极管. 通过仔细地控制中央区域结的深度,光电二极管的击穿电压降至54.3V; 同时通过调整InP倍增层的掺杂浓度和厚度,沿器件中轴的电场分布也得到了控制. 在有源区的边缘采用层叠pn结结构有效地抑制了过早边缘击穿现象. 仿真模拟显示四层层叠结构是边缘击穿抑制效果和制造工艺复杂度的一个好的折衷方案,该结构中峰值电场强度为5.2E5kV/cm,空穴离化积分最大值为1.201. 本文提供了一种设计高性能的InGaAs/InP光子计数雪崩光电二极管的有效方法.     

界面异型掺杂层对肖特基二极管的影响

本文用耗尽层近似研究了用界面异型掺杂层提高肖特基二极管势垒的方法.给出了势垒高度作为掺杂层参数的函数的公式和相应的数值计算曲线.同时也给出了用C-V测量法得到的这种二极管的势垒的公式和它的物理意义.理论计算结果与用分子束外延法制造的Al-p-n-GaAs二极管的测量结果符合得较好.     

多场限环平面结击穿电压的解析计算

本文介绍了多场限环平面结的主、环结及各环结间穿通击穿的模型,推导出了穿通击穿电压的计算公式。利用等位线概念,得到了各结电压与穿通电压的关系式。使用所得解析式求出的主要结果与数值方法的结论相吻合,本方法对于浅结高压器件具有较好的精度,亦可作为数值方法的辅助工具,用来初步估算场限环的参数。