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1、硕士学位论文硅基APD近红外敏感增强的研究ENHANCINGNEAR-INFRAREDSENSITIVEINSILICON-BASEDAPD陈娟2013年6月国内图书分类号:O439学校代码:10213国际图书分类号:535密级:公开理学硕士学位论文硅基APD近红外敏感增强的研究硕士研究生:陈娟导师:孙芳魁申请学位:理学硕士学科:光学所在单位:理学院答辩日期:2013年6月授予学位单位:哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O439U.D.C:535DissertationfortheMasterDegreeinSc
2、ienceENHANCINGNEAR-INFRAREDSENSITIVEINSILICON-BASEDAPDCandidate:ChenJuanSupervisor:SunFangkuiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofScienceSpeciality:OpticsAffiliation:SchoolofScienceDateofDefence:June,2013Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着激光
3、技术的发展和基于近红外波段光子探测技术的需求,提高硅基APD(雪崩光电二极管)近红外敏感探测效率,尤其是1064nm处的探测效率变的尤为迫切。本文主要针对的是Si基SACM(吸收场控倍增分离结构)结构APD近红外敏感探测效率提高的研究。基于S掺杂技术的前提,首先根据对称性分析了掺S后Si原子集团的结构,对该原子集团进行了模拟。在此基础上对掺S后材料的吸收特性改变的机制进行了分析,推导了不同掺杂浓度下Si的费米能级。其次仿照S掺杂技术对SACM结构的p-n结进行了优化,用Silvaco软件对器件的结构、结深、反偏电流和反偏击穿
4、电压做了仿真模拟,得出了不同掺杂浓度下器件p-n结的不同深度。实现了在较低的反偏电压下诱发雪崩。最后对APD器件各层的厚度进行了优化,计算了各层对光子探测效率的影响,得到了对Si基APD近红外尤其是1064nm处的量子效率改善的方案。关键词:APD;SACM结构,Si;掺杂;近红外敏感IAbstractAbstractAsthedevelopmentoflasertechnologyandphotondetectiontechnologybasedonnearinfrared,improvingtheAPDnear-infr
5、aredsensitiveandquantumefficiency,especiallyat1064nm,isparticularlyurgent.Thepurposeofthispaperistoimprovenear-infraredsensitivequantumefficiencyoftheSilicon-BaseSACM-APD.First,basedonthetechnologyofsulfurdoping,thispaperanalysesthereasonsoftheabsorptionpropertiesc
6、hangingofthesulfurdopedsilicon.ThispaperalsomodeledThemolecularstructureofsulfurdopingsiliconmaterial.WethendeducingthemechanismofFermilevelunderdifferentdopingconcentrationofS.Secondly,thispaperoptimizedthestructureofaSACMp-njunction,improvedthep-nstructureofAPDan
7、dthep-njunctiondepthandthereversebreakdownbiasvoltageandcurrentwithSilvacosoftware.Achievedinalowerbiasedvoltagetriggeranavalanche.Finally,thispaperoptimizedthethicknessoftheabsorbinglayer,calculationphotondetectionefficiencyofeachlayer,improvemedthequantumefficien
8、cyat1064nm.Keywords:APD,SACM,Silicon,Doping,Near-infraredSensitiveII目录目录摘要.......................................................................
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