解決方案:紫外單光子計數雪崩光電二*管紫外單光研究進展

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SiC-UV單光子計數雪崩光電二*管的研究進展

紫外單光子探測器在紫外天文學、導彈羽流探測、環境監測、電暈探測、紫外通信等軍事和民用領域具有重要的應用前景。雪崩光電二*管（APD）已成為弱電探測的*器件。紫外檢測由于其高量子效率、高內部增益、強穩定性、小尺寸和低功耗。 4H-SiC作為一種新型的第三代半導體材料，缺陷密度低，材料生長和器件制造工藝較為成熟，是制備紫外APDs的理想材料。盡管具有單光子探測能力的 SiC APDs 時有報道，但這些器件仍然存在許多問題有待解決，例如暗計數高、單光子探測性能低、焦平面探測線陣列等。

南京大學陸海教授等主要介紹了紫外雪崩單光子探測器的工作原理、設計難點及特殊結構。詳細介紹了4H-SiC APD中的部分隔離、凹槽結構、SACM結構和Al離子注入。

文章提出了一種結合了部分通道隔離和深溝槽隔離的APD結構（圖1)二*管陣列紫外檢測器，提高了器件的填充因子，降低了器件間串擾的可能性。這種結構非常適合焦平面成像.數組。

圖1.結合部分溝槽隔離和深溝槽隔離的4H-SiC APD結構

近年來，雖然4H-SiC APDs的性能不斷提升，但仍存在雪崩增益不均、單光子探測效率低等問題。本文首次利用APD在雪崩擊穿下的發光來討論SiC APD的雪崩不均勻性。結果表明，器件臺面的雪崩非均勻性與晶體取向有關二*管陣列紫外檢測器，如圖2所示。非均勻雪崩主要是由非均勻空穴堆積和離軸生長引起的電場屏蔽引起的。材料。這對優化器件結構、提高性能具有重要的指導意義。

圖2.具有不同電*結構的4H-SiC APD反發光

碳化硅紫外單光子計數雪崩光電二*管的*新進展

蘇琳琳、周冬、陸海、張蓉、鄭有豆

J。中二。 2019, 40(12), 121802

doi: 10.1088/1674-4926/40/12/121802

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