一个金属-半导体-金属光电探测器等效电路模型

本文提出了一个新的基于外端口直流、交流特性的金属-半导体-金属光电二极管(MSM PD)的等效电路模型,同时给出了直流模型和电容模型参数的物理含义,利用该模型得到的模拟结果和实测结果吻合很好。     

硅基外延锗金属-半导体-金属光电探测器及其特性分析

利用超高真空化学汽相淀积(UHV/CVD)设备,以低温下生长的薄的Si1-xGex和Ge作为缓冲层,在Si(100)衬底上外延出表面平整(粗糙度＜1 nm)、位错密度低(＜5×105 cm-2、厚度约为500 nm的高质量纯Ge层.Ge层受到由于Si和Ge热膨胀系数不同引入的张应变,应变大小约为0.2%.以外延的Ge层为吸收区、在硅基上制备了台面面积为195×150 μm2的金属-半导体-金属(MSM)光电探测器.在-1 V偏压下,暗电流为2.4×10-7 A;在零偏压下,光响应波长范围扩展到1.6 μm以上.     

一个金属—半导体—金属光电探测器等效电路模型

本文提出了一个新的基于外端口直流，交流特性的金属－半导体－金属光电二极管（ＭＳＭＰＤ）的等效电路模型，同时给出了直流模型和电容模型参数的物理含义，利用该模型得到的模拟结果和实测结果吻合很好。     

快响应光电探测器的瞬态特性测量

介绍了快响应光电探测器的发展动态，对其瞬态特性的测量原理和方法进行了综述，讨论此方面的发展趋势和限制因素。     

一种改进型金属-半导体-金属光电探测器数学模型

以E.Sano的金属-半导体-金属光电探测器(MSM-PD)模型为基础,提出了一种改进型的模型.该模型以多个电流源和电容并联的形式构造,以吸收区过剩电子和空穴总数为研究对象,求解速率方程.另外计算了电容,给出了暗电流与端电压的非线性计算式,改进了传统模型中暗电流的线性计算方法.通过线性叠加给出了该模型光电流的数学解析解.通过在Matlab中的模拟计算,表明该模型具有计算量小、准确度高的特点,它不仅能反映一定偏压和光照下光电流的变化,而且能展示光电子在器件中的转化过程.这种模型也能较好地应用于微弱信号的检测模拟.     

MSM光电探测器电磁场特性的 TLM方法模拟

介绍了利用传输线矩阵方法模拟和分析金属－半导体－金属光电探测器的指栅电容的频率响应。应用时域电磁场三维TLM方法模拟分析了指栅间距和指栅间的耦合长度与光电探测器截止频率的关系。文中报道了本项研究所开发的三维电磁场时域模拟器TLM Simulator2.0及其功能。数值实验结果说明模拟器对微波结构的电磁场模拟是精确、有效的,具有很好的应用价值。     

In_(0.53)Ga_(0.47)As MSM光电探测器光电响应速度研究

本文通过分析In_(0.53)Ga_(0.47)As材料的电子漂移速度与电场的非线性关系,研究了In_(0.53)Ga_(0.47)As金属-半导体-金属光电探测器(MSM-PD)的光电响应与指状电极间距离、光吸收层杂质浓度及工作电压之间的关系。研究结果表明、光电响应速度存在最佳值。用计算机辅助分析得到的In_(0.53)Ga_(0.47)As MSM-PD的光电响应时间与偏置电压的关系与实验器件实测结果相一致。研究结果为设计高速响应In_(0.53)Ga_(0.47)As MSM-PD及建立器件光电响应模型提供了依据。     

金属-半导体-金属(MSM)结构4H-SiC紫外光电探测器的研制

MSM结构探测器具有结构与工艺简单、制备成本低、量子效率高等特点而在探测器应用中得到重视。本文制备了采用镍作为肖特基接触形成的MSM4H—SiC紫外光电探测器，并测量和分析了在不同的偏压下其光电特性。结果表明，该探测器的暗电流非常小，在偏压为15V的时候，漏电流密度约为70nA／cm^2，光电流比暗电流高约2个数量级，其光谱响应表明，其最高光谱响应与380nm的比值约为1000倍，说明该探测器具有良好的紫外可见比。     

GaN基金属-半导体-金属探测器

采用MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长出非故意掺杂的GaN外延层,并在GaN层上制作Ni/Au肖特基电极形成金属-半导体-金属(MSM)结构的探测器.对探测器暗电流进行了测试分析,发现在大电压下老化以后暗电流减小,小电压下出现电流反向,经白光照射后能够恢复.光谱响应测量中发现带隙内368nm处有光电导性质的异常峰值响应,808nm的激光对其有明显的淬灭作用,并根据陷阱模型对这些现象做出了解释.     

6H-SiC金属-半导体-金属结构紫外光探测器的模拟与优化

基于热电子发射理论,使用器件仿真软件ISE-TCAD建立了6H-SiC MSM紫外光探测器器件模型。对金属叉指宽度和间距均为3μm的器件进行了仿真,结果表明该结构探测器在10V偏压下暗电流已经达到15pA。器件的光电流比暗电流大2个数量级。通过仿真研究了不同结构对器件暗电流和光电流的影响并优化了器件结构。结果表明电极宽度为6μm电极,间距为3μm的器件达到最大光电流5.3nA。电极宽度为3μm,电极间距为6μm的器件具有最高的紫外可见比其比值为327。     

MSM光探测器的等效电路模型

本文详细介绍了一套完整的InGaAs MSM光探测器的等效电路模型。模型包括暗电流、直流、交流、瞬态和噪声等特性的等效电路模型。每一部分均从经典的物理模型出发,结合实际情况设计构造,并将理论曲线与试验数据进行了比较,结果是令人满意的。     

新型的波长选择波导光电探测器的研究

提出了一种新型的具有波长选择性的波导型(WG)光电探测器(PDs)与即谐振波腔选频斜镜耦合包芯波导(RICEWG)。对其工作原理进行了详细的理论分析和数值模拟,提出了优化设计方案,讨论了实现方法。结果表明,这种结构具有使量子效率与响应带宽和光谱响应线宽同时解耦的优点;可以获得<1nm的光谱响应线宽同时保持>80%的量子效率,并且可以分别优化光谱响应线宽和量子效率。     

MSM光探测器的直流特性

在稳态条件下金属 -半导体 -金属 (MSM)光探测器的光电流一维模型可以通过求解电流连续方程和传输方程来建立并求解 .在这种条件下 ,器件内部的载流子分布情况和总体光电流可以得到解析解而不用数值方法求解 .本文从电流连续方程和传输方程出发详细推导了这一过程 ,并将这一结果应用于具体的 In Ga As MSM光探测器的直流等效电路模型上 ,取得了很好的效果     

InGaAs探测器偏振响应特性的实验研究

分析了光电探测器偏振响应产生的原因,定义了探测器偏振敏感度的公式,制备了测试用InGaAs探测器.为了测试器件的偏振敏感度,搭建了测试系统,并对器件的偏振敏感特性进行了测试.结果表明,测试系统具有较好的稳定性;器件响应存在明显的偏振特性,正人射时器件的偏振敏感响应为0.27 dB,斜人射时器件偏振敏感有所增加,人射角度...     

混合式光电探测器

混合式探测器(Hybrid Photodetector,HPD)作为一种新型的光电探测器件,是真空与半导体类结合型探测器件。HPD包括沉积在输入光窗表面的光电探测阴极、固态半导体阳极芯片和保持系统真空度的固态阳极。工作时,光信号通过沉积在输入光窗表面的光电阴极转化为光电子,经过高能电场加速后获得高能量轰击阳极半导体芯片表面,产生大量的电子空穴对,电子空穴对在半导体内部进行迁移,并通过自身的雪崩效应实现倍增,最终以电流信号输出。该探测器摒弃了传统的光电倍增管的微通道板(Micro Channel Plate,MCP)等倍增器件,克服了倍增单元信号易饱和的缺陷,增大了探测器的动态范围。HPD探测器综合了光电倍增管的高灵敏度和半导体芯片优异的空间和能量分辨率,具有探测面积大、探测灵敏度高、倍增效应强、动态范围宽等优点。在高能物理、医学成像和天体物理中有着重要的应用。此外,该探测器具有多种结构,分为近贴聚焦结构、交叉聚焦结构和漏斗聚焦结构,能够满足不同使用范围的探测需求;随着半导体阳极技术的发展,HPD阳极从单一芯片逐渐过渡到阵列式阳极结构,满足了大面积探测的需求。同时数字式读出和倍增信号技术的封装技术的发展,提高了HPD探测器的信号倍增和读出速度,改善了器件的集成化程度,有利于探测信号读出速率和信噪比的提升。近年来,其单光子计数和高动态响应等能力逐步被重视,将会在未来的光电探测领域发挥更为重要的作用。     

光探测器芯片小信号等效电路模型的建立

提出了一种光探测器芯片小信号等效电路模型及其建立方法.首先根据光探测器的物理结构确定其等效电路模型,模型考虑了影响光探测器高频性能的主要因素.然后精确测量了光探测器芯片的S参数,通过遗传算法对测量的S参数进行拟合,最终计算出模型的各个参量.在130MHz～20GHz范围内的实验结果表明,模型仿真结果与测量结果相吻合,证明了建模方法的可靠性.该模型有效地模拟了光探测器芯片的高频特性,利用该模型可以对光探测器及相应光电集成器件进行电路级仿真和优化.     

光探测器芯片小信号等效电路模型的建立

提出了一种光探测器芯片小信号等效电路模型及其建立方法,首先根据光探测器的物理结构确定其等效电路模型,模型考虑了影响光探测器高频性能的主要因素，然后精确测量了光探测器芯片的S参数,通过遗传算法对测量的S参数进行拟合,最终计算出模型的各个参量，在130MHz-20GHz范围内的实验结果表明,模型仿真结果与测量结果相吻合,证明了建模方法的可靠性。该模型有效地模拟了光探测器芯片的高频特性,利用该模型可以对光探测器及相应光电集成器件进行电路级仿真和优化。     

基于OrCad软件的PIN光电探测器的Pspice建模仿真分析

利用OrCad软件的Model Editor模块建立了PIN光电探测器的Pspice仿真模型,对比分析了PIN光电探测器的实验数据与仿真数据,对PIN光电探测器仿真模型进行修正.最终建立了可用于电路仿真的PIN光电探测器的Pspice模型,该模型有助于设计人员在工程设计之初,利用仿真软件对光电接收电路进行仿真优化.     

InP基光电探测器材料的MOCVD锌扩散

锌(Zn)扩散是制作InP基光电探测器(PD)的重要工艺过程.分析了锌扩散的机制,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备对InP基PD及雪崩光电探测器(APD)材料进行了锌扩散,由于MOCVD设备具有精确的温度控制系统,所以该扩散工艺具有简单、均匀性好、重复性好的优点.对于扩散后的样品,采用电化学C-V方法和扫描电子显微镜(SEM)等测试分析手段,研究了退火、扩散温度、扩散源体积流量和反应室压力等主要工艺参数对InP材料扩散速率和载流子浓度的影响,并将该锌扩散工艺应用于InP基光电探测器和雪崩光电探测器的器件制作中,得到了优异的器件性能结果.