解决方案:紫外单光子计数雪崩光电二*管紫外单光研究进展

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SiC-UV单光子计数雪崩光电二*管的研究进展

紫外单光子探测器在紫外天文学、导弹羽流探测、环境监测、电晕探测、紫外通信等军事和民用领域具有重要的应用前景。雪崩光电二*管（APD）已成为弱电探测的*器件。紫外检测由于其高量子效率、高内部增益、强稳定性、小尺寸和低功耗。 4H-SiC作为一种新型的第三代半导体材料，缺陷密度低，材料生长和器件制造工艺较为成熟，是制备紫外APDs的理想材料。尽管具有单光子探测能力的 SiC APDs 时有报道，但这些器件仍然存在许多问题有待解决，例如暗计数高、单光子探测性能低、焦平面探测线阵列等。

南京大学陆海教授等主要介绍了紫外雪崩单光子探测器的工作原理、设计难点及特殊结构。详细介绍了4H-SiC APD中的部分隔离、凹槽结构、SACM结构和Al离子注入。

文章提出了一种结合了部分通道隔离和深沟槽隔离的APD结构（图1)二*管阵列紫外检测器，提高了器件的填充因子，降低了器件间串扰的可能性。这种结构非常适合焦平面成像.数组。

图1.结合部分沟槽隔离和深沟槽隔离的4H-SiC APD结构

近年来，虽然4H-SiC APDs的性能不断提升，但仍存在雪崩增益不均、单光子探测效率低等问题。本文首次利用APD在雪崩击穿下的发光来讨论SiC APD的雪崩不均匀性。结果表明，器件台面的雪崩非均匀性与晶体取向有关二*管阵列紫外检测器，如图2所示。非均匀雪崩主要是由非均匀空穴堆积和离轴生长引起的电场屏蔽引起的。材料。这对优化器件结构、提高性能具有重要的指导意义。

图2.具有不同电*结构的4H-SiC APD反发光

碳化硅紫外单光子计数雪崩光电二*管的*新进展

苏琳琳、周冬、陆海、张蓉、郑有豆

J。中二。 2019, 40(12), 121802

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

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