硅基APD近红外敏感增强的研究

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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.......................................................................