硅化鎂(Mg_2Si)是一種新型環(huán)保半導(dǎo)體材料,有著良好的光吸收,是一種很好的近紅外光電材料。本文對基于硅化鎂材料的光電二極管進行了設(shè)計與性能研究。本文結(jié)合Mg_2Si的工藝以及材料性能參數(shù),提出了一套對Mg_2Si光電二極管進行計算的物理模型。利用該模型與Silvaco TCAD可以對光電二極管的正向壓降、最大整流電流、反向擊穿電壓、暗電流等電學(xué)性能參數(shù)以及靈敏度、量子效率、探測率、等效噪聲功率、響應(yīng)時間等光學(xué)性能參數(shù)進行模擬計算。對于同質(zhì)結(jié)PN型Mg_2Si光電二極管,本文研究了不同p型摻雜層的厚度、P型摻雜層摻雜濃度以及P與N型摻雜層的摻雜濃度的梯度對同質(zhì)結(jié)PN型光電二極管的性能參數(shù)的影響。得到同質(zhì)結(jié)PN型光電二極管最大探測度可以達到0.413(A/W),探測度最大對應(yīng)入射光波長為875 nm。對于同質(zhì)結(jié)PIN型Mg_2Si光電二極管,本文研究了不同p型摻雜層厚度、I型摻雜層厚度、N型摻雜層厚度以及I型摻雜層摻雜濃度對同質(zhì)結(jié)PIN型光電二極管的性能參數(shù)的影響。得到同質(zhì)結(jié)PIN型光電二極管的最大探測度可以達到0.433(A/W),探測度最大對應(yīng)入射光波長為965 nm。在PIN結(jié)構(gòu)的情況下其探測度可以達到1.44×10~(11) cm?Hz~(1/2)W~(-1),對應(yīng)的入射光波長也為940 nm。通過理論計算可以得到Mg_2Si在近紅外波段有著較好的光電轉(zhuǎn)化特性以及較高的分辨特性。Mg_2Si薄膜在紅外800~1000 nm的范圍內(nèi)都有著良好的吸收,可以用來制作近紅外光電二極管。
【學(xué)位單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN304;TN31
【部分圖文】：

圖 1.1 電磁波譜由輻射理論可以得出，溫度高于絕對零度的物體會在全譜段內(nèi)向外輻射能量，這種能量輻射是物體傳遞能量的方式之一。任何物體向周圍輻射能量使其溫度下降的同時，也會接收到其它物體發(fā)出的輻射能量使其溫度升高，當(dāng)物體向外輻射能

圖 1.2 Silvaco 仿真流程圖Silvaco 仿真過程如圖 1.2 所示可以由工藝仿真器或器件編輯器（Athena/Devd得到器件結(jié)構(gòu)，并對器件各種細節(jié)進行描述，再通過仿真器（Atlas）對器件進行仿

（a）Mg2Si晶體結(jié)構(gòu) （b）Mg2Si相圖圖 2.1Mg2Si晶體結(jié)構(gòu)與相圖2.3Mg2Si能帶結(jié)構(gòu)Mg2Si導(dǎo)帶能量最低處在布里淵區(qū)的 X 點處，等能面是圍繞著極值點的

【參考文獻】

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1 梁超龍;代平;;Mg_2Si基熱電材料的研究現(xiàn)狀與展望[J];材料導(dǎo)報;2015年S2期

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本文編號：2832784