透明电极下全耗尽SOI基LPIN PD的光照与暗电流特性仿真研究

0 下载量 192 浏览量 更新于2024-08-28 收藏 603KB PDF 举报
本文主要探讨了一种新型的硅基光电器件——全耗尽型硅(Silicon-On-Insulator, SOI)薄膜上制作的透明电极栅控横向PIN光电二极管(Lateral PIN Photodiode with Transparent Electrode, LPIN PD-GTE)。这种设计旨在通过采用氧化铟锡(Indium Tin Oxide, ITO)作为透明电极来减少光吸收,从而提高光探测效率。在器件结构中,薄硅层在施加门电压时实现全耗尽,这有助于降低暗电流,同时增强光生电流与暗电流的比例,即光/暗电流比。 研究团队,来自湖南大学物理与微电子科学学院的谢海情、曾云、曾健平和王太宏,对LPIN PD-GTE的物理模型进行了深入分析,并利用ATLAS软件进行了数值模拟。他们重点关注了在不同条件下(暗电流状态下以及570纳米光照射下的光电特性)的电流-电压特性,通过调整活性通道长度(从2到12微米),寻找最大光/暗电流比的最佳工作点。 结果显示,随着活性通道长度的变化,光电二极管的性能得到了优化。当通道长度适当时,LPIN PD-GTE能够在保持低暗电流的同时,显著提升响应于光照的光电效应,这对于光通信、光探测等应用具有重要意义。通过这项研究,设计者们不仅提高了硅基光电二极管的性能,还展示了透明电极在减小光学损失和优化器件性能方面的作用,为未来的高性能光电器件设计提供了有价值的技术参考。