MSM 光探测器直流特性的二维分析3 - Journal of Semiconductors.PDF

第 26 卷 　第 4 期 半 　导 　体 　学 　报 Vol . 26 　No . 4 2005 年 4 月 　　 C H IN ESE J OU RNAL O F SEM ICONDU C TOR S 　　Ap r . ,2005 MSM 光探测器直流特性的二维分析 1 2 1 1 于弋川 　何建军 　何赛灵 　邹勇卓 ( 1 浙江大学光及电磁波研究中心 现代光学仪器国家重点实验室 , 杭州 　3 10027) (2 Lightip Technologies , Inc . , Ot t awa , ON K1K 4 R8 , Canada) ( ) 摘要 : 基于有限差分方法对金属半导体金属 M SM 光探测器进行了二维分析 ,得到有明确物理意义的模拟曲线 和结论 ,并结合模拟结果对 M SM 光探测器的光电直流特性进行了分析. 全部模拟工作都是基于半导体物理的基本 微分方程完成的 ,这对于未来优化设计探测器的性能和结构有很大的意义. 关键词 : M SM 光探测器 ; 有限差分 ; 二维分析 ; 直流 ; 硅材料 EEACC : 8220B 中图分类号 : TN 36 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 02534 177 (2005) 足模拟设计的需要 ; 而早期的二维数值模拟 的文 1 　引言 章[ 11 ] 中并没有对数值模拟方法做很详细的描述 ,在 边界条件等的选择上也有一些不足 ,这样造成模拟 1985 年德国半导体电子研究所率先发明了横 结果不很理想. 本文基于有限差分方法对 M SMPD 向结构叉指状电极的肖特基光电二极管 ,用叉指做 进行二维分析 ,得到器件中载流子的二维分布以及 电极 ,叉指间隙做光敏面 ,该发明的提出改善了传统 光电直流特性 , 这样可 以进一步优化设计 M SM 肖特基光电二极管的性能. 这种横向叉指状电极的 PD . 肖特基光 电二极 管便称 为 met alsemiconductor ( ) met al p hotodet ector M SM 结构光探测器 . M SM 2 　模型建立与推导 PD 工艺简单 ,除了通常的晶体生长之外 , 只需要通 过蚀刻 、蒸发和剥离等技术将电极作成叉指状即可. M SM 光探测器的基本结构和切面结构如图 1 , 因 M SMPD 制作容易、低电容 、低暗电流 、大带宽灵 2 所示. 在半导体吸收层上方用光刻的方法制作电 敏度积 , 以及从晶体生长到器件制作的整个过程与 极 ,相邻两个电极上所加电压极性相反 , 由图可见每 ( F E T 完全兼容等特点 , 已成为光 电集成 电路 O E 个电极的宽度为 2 a′,正负电极之间的间隔为 2 a′. IC) 、高速光通信接收器以及高速光控数字集成电路 考虑到 M SMPD 叉指状电极的叉指数 目比较多 ,在 中的重要元件[ 1～6 ] .