探測器暗電流綜述報告-免費(fèi)閱讀
【正文】 暗電流穩(wěn)定性分析小結(jié)摻雜濃度、結(jié)面積、壓焊區(qū)尺寸、溫度、腐蝕速率和鈍化技術(shù)等都會對探測器的暗電流穩(wěn)定性的影響。T表示絕對溫度。圖3表明:零偏時,光電流在20℃以下隨著溫度的上升而變大,符合相關(guān)理論。另外, 樣品C 中還出現(xiàn)了一個較大的電流分量IMS , 模擬的結(jié)果顯示該電流分量表達(dá)式近似為I MS=αexp(βV), 其中α=0 .17 , β=3 .43 。在反向偏壓為20 V時,10 7 A,10 7 A, 10 7 A。分析圖中曲線可以發(fā)現(xiàn),。由式(3)可以看出Is與ni成正比,ni又與exp( Eg/2kT)成正比,Eg為材料禁帶寬度。溫度特性對暗電流影響：零偏時,光電流在20℃以下隨著溫度的上升而變大,符合相關(guān)理論。圖(c)中,區(qū)為高電場雪崩倍增區(qū),而幣義為低電場漂移區(qū)。PIN光探測器通過加入中間層，減小了擴(kuò)散分量對其響應(yīng)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(dǎo)致響應(yīng)速度變慢，因此要根據(jù)實(shí)際情況折中選取I層的材料厚度。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。由于I區(qū)的材料近似為本征半導(dǎo)體，因此這種結(jié)構(gòu)稱為PIN光探測器。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(kuò)散五價元素磷而形成重?fù)诫s十型層,并在與十區(qū)間通過擴(kuò)散形成輕摻雜高阻型硅,作為保護(hù)環(huán),使一結(jié)區(qū)變寬,呈現(xiàn)高阻。結(jié)面積和壓焊區(qū)尺寸對探測器暗電流影響：電極壓焊區(qū)的大小及位置相關(guān)的表面漏電對探測器暗電流的影響不大,結(jié)區(qū)暗電流仍為器件暗電流的主要分量。表達(dá)式如下:式中:ni為本征載流子濃度,Dp為i區(qū)中空穴擴(kuò)散系數(shù),τp為i區(qū)中空穴的壽命,Nd為i區(qū)的摻雜濃度,A是耗盡層與p區(qū)和i區(qū)的接觸面積,V為探測器所加偏壓。我們以擴(kuò)散電流,產(chǎn)生復(fù)合電流、表面復(fù)合電流和隧道電流來模擬計算探測器(結(jié)構(gòu)與實(shí)測器件結(jié)構(gòu)相同)在反向偏壓下的暗電流。探測器反向偏壓下的暗電流的影響,我們制作了3種不同結(jié)面積(直徑分別為50μm,100μm,150μm) PIN臺面探測器,i層摻雜濃度為5 1016 cm 3,并分別測量了三者在室溫(293 K)反向偏置下的IV特性,如圖3所示。與上述結(jié)論類似, 數(shù)字遞變超晶格DGS L1 能夠減少吸收層中的位錯, InP 緩沖層能減小襯底缺陷對吸收層的影響, 從而使整個樣品的體電阻逐漸變大。結(jié)果表明在零偏壓附近暗電流主要為反向擴(kuò)散電流, 隨著電壓增加, 產(chǎn)生復(fù)合電流、歐姆電流貢獻(xiàn)逐漸增加。I0表示pn結(jié)反向飽和電流。在50～+ 20℃內(nèi),載流子凍結(jié)效應(yīng)隨著溫度的升高迅速減輕或消除,即Rs由低溫時的較大值逐漸減小,此時Rs的減小相對Voc的減小起主導(dǎo)作用,導(dǎo)致IL上升。參考文獻(xiàn)[1
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