Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Анализ конструктивно-технологических ограничений при проектировании лавинных фотодиодов, работающих в режиме счета фотонов

Ударная ионизация и лавинное умножение в полупроводниках и полупроводниковых приборах

Как известно, в полупроводниках, под действием электрического поля, носители заряда приобретают определенную направленную скорость E, а, следовательно, и дополнительную энергию E2, где - подвижность, а - так называемое время релаксации энергии. Эта энергетическая добавка перераспределяется процессами испускания и поглощения акустических фононов и превращается в электронную температуру Te = T0 + E2, превышающую температуру кристаллической решетки, т.е. фононной подсистемы T0.

При более подробном исследовании процессов электроразогрева носителей, выделяют область малых электрических полей E < 103 В/см, когда излучаются только акустические фононы, которые «уносят» электронную энергию сравнительно маленькими порциями. При этом температура электронного газа остается меньше энергии оптического фонона, поэтому последние и не излучаются.

В области промежуточных полей 103 В/см < E < 104 В/см процесс терморелаксации усиливается и усложняется за счет испускания оптических фононов. При этом существенно уменьшается время релаксации импульса, а дрейфовая скорость носителей перестает зависеть от электрического поля (выходит на насыщение).

В области больших полей E 105 В/см электронная температура увеличивается примерно пропорционально полю E и достигает достаточно больших значений (порядка нескольких тысяч градусов), что и активизирует ударную ионизацию зона-зона.

Как правило, при интерпретации экспериментальных данных, общепринята довольно простая аппроксимация полевой зависимости коэффициентов ударной ионизации

. (1)

Конкретные значения параметров A, b и m для основных полупроводников в наше время надежно установлены.

Ионизационные акты могут инициироваться как достаточно разогретым электроном так и не менее горячей дыркой. Именно эта биполярность ударной ионизации обуславливает эффективную внутреннюю положительную обратную связь ионизационного процесса в области сильного поля p-n перехода. Именно эти парциальные обратные связи суммируются уравнением непрерывности тока в известных моделях стационарного лавинного пробоя, в которых напряжение лавинного пробоя определяется, как особенность соответствующего коэффициента умножения:

(2)

Поскольку рассматриваемые в диссертационной работе лавинные фотодиодные структуры работают именно в области надпробойных напряжений, а их реакция на облучение имеет ярко выраженный импульсный (нестационарный) характер, при построении адекватного теоретического описания функционирования лавинных фотодиодов, модель стационарного пробоя оказывается практически бесполезной [3,4]. В настоящей работе в качестве исходного момента используется лишь формула (1) с экспериментально установленными значениями коэффициентов:

(3)

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психология
Религиоведение
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее