专题:光电子器件
光电子器件是人类认识自然、感知自然、探索自然、回馈自然的重要途径,是国家综合实力和科技水平的重要体现

探测器仿真专题

GMPT,2023/09/27

摘要: 本专题采用 NUWA 对 PIN APD、SAGCM APD、UTC-PD、QWIP、MSM PD、Type II PD 进行了光电特性仿真,展示 NUWA 软件针对不同种类探测器的结构建模过程、相关模型参数设置和特征结果,旨在让使用者充分了解和掌握 NUWA 的操作和使用,并能够使用该软件进行各类探测器的仿真和优化设计。

1. 前言

   光电探测器是一种光电转换器件,是集电子科学、材料学、光学工程、半导体物理等多学科于一体的高技术产品,在军事和国民经济的各个领域有广泛用途,如气象卫星、红外成像、天文探测、精确指导、环境监测、光谱分析等领域。

   光电探测器按照材料可分为 AlGaN/SiC/Ga2O3 日盲紫外/极紫外探测器、HgCdTe 红外探测器、InGaAs 红外探测器、二维材料探测器、胶体量子点探测器以及锑化物红外探测器等;从结构上可分为 PIN 探测器、APD(雪崩光电探测器)、QWIP(多量子阱红外探测器)、Type II 量子阱探测器、UTC-PD(单行载流子探测器)、MSM 型探测器、晶体管探测器、双色及多色探测器等。随着对人类生活和生存至关重要的领域的革命性发展,光电探测器也面临着新的机遇和挑战,需要具有更高的响应速度、更高的灵敏度、更高的效率以及更低的成本。人们长久以来一直在探索用各种方法和技术来应对这种挑战,其中就包括器件仿真技术。

   本专题利用仿真技术对 PIN APD、SAGCM APD、UTC-PD、QWIP、MSM PD、Type II PD 等器件的光电特性进行模拟计算,包括器件结构构建、模型设置及结果输出,旨在使用户能够了解器件仿真技术,能够利用仿真技术理解各类探测器的工作原理,并通过仿真来应对挑战,开发出性能优异的新型探测器。

2. 仿真工具

   本专题采用 NUWA 半导体工艺和器件仿真软件对各类探测器进行仿真。NUWA软件包含光照模型、光能量传输模型、吸收模型、折射率模型、界面效应模型、缺陷模型、SRH复合、俄歇复合、载流子输运模型、碰撞离化模型等,用于描述各类探测器中的光子吸收、载流子输运、雪崩效应等物理过程。