探測器暗電流綜述報告(已修改)
2025-08-07 11:29 本頁面
【正文】 暗電流形成及其穩(wěn)定性分析綜述報告目錄光電探測器基本原理 2 PIN光探測器的工作原理 2 3暗電流的形成及其影響因素 4 4 5 5 5 6 8 10 11暗電流穩(wěn)定性分析小結(jié) 12參考文獻 13 光探測器芯片處于反向偏置時，在沒有光照的條件下也會有微弱的光電流，被稱為暗電流，產(chǎn)生暗電流的機制有很多，主要包括表面漏電流、反向擴散電流、產(chǎn)生復合電流、隧穿電流和歐姆電流。本文就將介紹光電探測器暗電流形成及其穩(wěn)定性分析，并介紹了一些提高穩(wěn)定性的方案，討論它們的優(yōu)勢與存在的問題。光電探測器基本原理光電檢測是將檢測的物理信息用光輻射信號承載,檢測光信號的變化,通過信號處理變換,得到檢測信息。光學檢測主要應用在高分辨率測量、非破壞性分析、高速檢測、精密分析等領(lǐng)域,在非接觸式、非破壞、高速、精密檢測方面具有其他方法無比擬的。因此,光電檢測技術(shù)是現(xiàn)代檢測技術(shù)最重要的手段和方法之一,是計量檢測技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。 PIN光探測器的工作原理在PD的PN結(jié)間加入一層本征（或輕摻雜）半導體材料（I區(qū)），就可增大耗盡區(qū)的寬度，減小擴散作用的影響，提高響應速度。由于I區(qū)的材料近似為本征半導體，因此這種結(jié)構(gòu)稱為PIN光探測器。圖（a）給出了PIN光探測器的結(jié)構(gòu)和反向偏壓時的場分布圖。I區(qū)的材料具有高阻抗特性，使電壓基本落在該區(qū)，從而在PIN 光探測器內(nèi)部存在一個高電場區(qū)，即將耗盡層擴展到了整個I區(qū)控制 I 區(qū)的寬度可以控制耗盡層的寬度。PIN光探測器通過加入中間層，減小了擴散分量對其響應速度的影響，但過大的耗盡區(qū)寬度將使載流子通過耗盡區(qū)的漂移時間過長，導致響應速度變慢，因此要根據(jù)實際情況折中選取I層的材料厚度。雪崩光電二極管,具有增益高固有增益可達,靈敏度高、響應速度快的特點,因而可用于檢測高速調(diào)制的脈沖位置調(diào)制光信號。雪崩光電二極管是利用雪崩倍增效應而具有內(nèi)增益的光電二極管,它的工作過程是在光電二極管的一結(jié)上加一相當高的反向偏壓,使結(jié)區(qū)產(chǎn)生一個很強的電場,當光激發(fā)的載流子或熱激發(fā)的栽流子進入結(jié)區(qū)后,在強電場的加速下獲得很大的能量,與晶格原子碰撞而使晶格原子發(fā)生電離,產(chǎn)生新的電子一空穴對,新產(chǎn)生的電子一空穴對在向電極運動過程中又獲得足夠能量,再次與晶格原子碰撞,這時又產(chǎn)生新的電子一空穴對,這一過程不斷重復,使一結(jié)內(nèi)電流急劇倍增,這種現(xiàn)象稱為雪崩倍增。雪崩光電二極管就是利用這種效應而具有光電流的放大作用。為保證載流子在整個光敏區(qū)的均勻倍增,必須采用摻雜濃度均勻并且缺陷少的襯底材料,同時在結(jié)構(gòu)上采用“保護環(huán)”,其作用是增加高阻區(qū)寬度,減小表面漏電流避免邊緣過早擊穿,所以有保護環(huán)的APD，有時也稱為保護環(huán)雪崩光電二極管。雪崩光電二極管結(jié)構(gòu)示意圖幾種雪崩光電二極管的結(jié)構(gòu),圖中（a）是P型N+結(jié)構(gòu),它是以型硅材料做基片,擴
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