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本文利用p-n结理论,研究了任意两个反向偏置或不加偏压的p-n结电学特性相互影响的条件和特性。
在考虑BDJ光探测器深浅两结相互影响的临界条件后,对深浅两结的结深进行了优化设计。采用新的光刻版图,增大深浅两结的面积,缩小两结的面积差,减小浅结两电极间透光部分的面积。采用铝电极覆盖深结非有源区的部分,不用后续遮光工艺,简化了工艺步骤。
制作出I-V特性和光响应特性较为理想的BDJ光探测器。在工作波长385-780nm范围,深浅两个p-n结的光响应度优于以前研制的器件。波长测量随温度变化的敏感度为0.1-0.56nm/℃,优于其它报道的BDJ光探测器。两结光响应度线性叠加后得到一个对波长变化较不敏感的等效响应度,响应度的权重也是与波长无关的常数。在455-492nm的蓝光波段等效响应度偏差在0.1%~0.5%,在492-577nm的绿光波段偏差在0.1%-2.3%,在622-770nm的红光波段偏差在0.2%-4%。在测量LED的光功率时,使用等效响应度,避免仅用BDJ浅结或深结测量LED光功率引入的误差,方法简便,还可应用于其他复色光的光功率测量。
以BDJ光探测器为例,对两p-n结电学特性相互影响的理论分析结果进行了实验验证,对工作于截止状态的双极晶体管以及多元盖革APD阵列探测器的相关特性进行了讨论。