短波碲镉汞电子雪崩二极管的模拟仿真

来源：激光与红外杂志2018年第8期北京时间：

作者：张智超

单位：华北光电技术研究所,北京 100015；

摘要：碲镉汞e-APD器件可用于低弱信号检测,碲镉汞材料工艺、器件工艺及器件结构设计对器件性能非常重要。本文采用silvaco软件对平面PIN结构的短波碲镉汞e-APD器件的暗电流、雪崩增益和量子效率进行了仿真分析。结果表明:1)高工作电压下,器件暗电流的主要成分是带间直接隧穿电流；2)工艺因素引入的接近禁带中心的陷阱能级决定器件在中等偏压下的暗电流特性；3)带间直接隧穿和电子碰撞电离主要发生在低掺杂的雪崩放大区；4)在固定偏压下,器件的暗电流和雪崩增益随着雪崩放大区宽度的上升而减少；5)在固定偏压下,器件的雪崩增益随吸收层厚度的增加而轻微增加,同时量子效率逐渐下降。为实现高性能的短波碲镉汞e-APD器件,需要合理设计器件结构和优化材料生长工艺及器件制造工艺。

关键词：碲镉汞;电子激发;雪崩;暗电流;增益;仿真