吸收电荷倍增分离型雪崩光电探测器的穿通现象研究.pdfVIP

第44卷第3期红外与毫米波学报Vol.44,No.3

2025年6月J.InfraredMillim.WavesJune,2025

文章编号：1001-9014(2025)03-0327-08D0I:10.11972/j.issn.1001-9014

D0I:10.11972/j.issn.1001-9014.2025.03.001

吸收电荷倍增分离型雪崩光电探测器的穿通现象

研究

李冲，马子怡，杨帅，刘玥雯，王稼轩，刘云飞²，董昱森，李紫倩，

刘殿波！

（1.北京工业大学信息科学技术学院光电子技术教育部重点实验室，北京100124；

2.北京工业大学物理与光电工程学院先进半导体光电技术研究所，北京100124）

摘要：本文研究了吸收电荷倍增分离型雪崩光电探测器（SeparateAbsorption

Photodetector,SACMAPD)的穿通特性。基于器件的光谱响应、电容特性以及不同工作温度下的I-V特性，结合

SILVACO仿真平台计算得到了器件内部电场和能带分布，分析了SACM型APD穿通前后的器件性能并建立了相应

的数学模型。通过优化硅基SACM型APD器件的结构参数和工艺参数，当场控层离子注入能量为580keV时，仿真

得到，优化结构器件的穿通阈值电压为-30V，电容降低至穿通前的1/3。基于互补金属氧化物半导体

（ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS）工艺制备了硅SACM型APD器件。测试得到器件的穿通阈值

电压为-30V，穿通时光电流升高至原来的2.18倍（808nm），响应峰值波长由穿通前的590nm红移至穿通后的

820nm，峰值响应度由0.171A/W@590nm升高至0.377A/W@820nm，电容降低为穿通前的1/3(1MHz）。

关键词：穿通；吸收电荷倍增分离；硅基雪崩探测器；电容

中图分类号：TN364+.2文献标识码：A

Researchonthepunch-throughphenomenonofseparate

absorption,chargeandmultiplicationavalanchephotodetectors

MAZi-Yi,J

LIChong,NYANGShuai,LIUYue-Wen,WANGJia-Xuan,LIUYun-Fei?,

DONGYu-Sen，LIZi-Qian,LIUDian-Bo

(1.KeyLaboratoryofOptoelectronicsTechnologyofMinistryofEducation,SchoolofInformationScienceand

Technology,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124,China;

2.InstituteofAdvancedSemiconductorOptoelectronicTechnology,SchoolofPhysicsandOptoelectronic

Engineering,BeijingUniversityof