Die Detektion von schwachem ultraviolettem Licht hat wichtige Anwendungsaussichten in Bereichen wie Brandwarnung, Koronaerkennung und Weltraumerkennung. Avalanche-Photodioden (APDs) bieten die Vorteile einer hohen Quanteneffizienz, einer hohen Verstärkung und einer einfachen Integration, wodurch sie besser für die Erkennung von ultraviolettem Licht geeignet sind. Was die Materialien betrifft, können Halbleitermaterialien mit großer Bandlücke, wie GaN und SiC, im Vergleich zu Si den Einfluss von sichtbarem und infrarotem Licht wirksam abschirmen, was erhebliche Vorteile im Bereich der Ultraviolettdetektion zeigt. Unter diesen weist 4H-SiC die Vorteile einer hohen Wärmeleitfähigkeit, eines hohen kritischen elektrischen Felds und eines hohen Verhältnisses von Loch- zu Elektronen-Ionisationskoeffizienten auf, was es zu einem idealen Material für die Herstellung von Lawinen-Ultraviolett-Fotodetektoren macht. PAM-XIAMEN kann bieten4H-SiC-Epiwaferfür die APD-Herstellung. Die detaillierten Epi-Strukturen von 4H-SiC APD sind wie folgt:
1. 4H-SiC APD-Waferstruktur
Nr. 1
| Epi-Struktur | Dicke | Dopingkonzentration |
| p+-Kappenschicht | 0,1 um | 2 × 1019cm-3 |
| p Epischicht | 0,2 um | 2 × 1018cm-3 |
| p-Epischicht | 0,5 um | 3×1015cm-3 |
| n+ Epischicht | 2um | 1×1019cm-3 |
| n+ 4H-SiC-Substrat |
Nr. 2
| Epi-Struktur | Dicke | Dopingkonzentration |
| n+ Kontaktschicht | 0,15 um | 1×1019cm-3 |
| n Epischicht | 0,2 um | 1×1018cm-3 |
| n- Lawinenvervielfacherschicht | 0,78 um | 1×1015cm-3 |
| p Epischicht | 10um | 3×1018cm-3 |
| n+ 4H-SiC-Substrat |
Untersuchungen haben gezeigt, dass das 4° außeraxiale Wachstum des SiC-Wafers und die Anisotropie der Ladungsträgermobilität eine seitliche Drift fotogenerierter Ladungsträger entlang der [1120]-Richtung verursachen, wenn sie von der Elektrode gesammelt werden. Der Unterschied in der Sammeleffizienz fotogenerierter Ladungsträger durch die Elektrode in den Richtungen [11¯20] und [¯1¯120] führt zu einer ungleichmäßigen Ladungsträgerakkumulation, die anschließend zu einer ungleichmäßigen Abschirmung des elektrischen Feldes innerhalb der APD führt. und führt letztendlich zu einem ungleichmäßigen Lawinendurchschlag des Geräts. Daher ist die Vertiefung des Verständnisses der Lawinenzustände von Bauelementen für die sinnvollere Gestaltung von SiC-APD-Bauelementstrukturen von Vorteil und bietet eine wichtige Richtung für die Verbesserung der Einzelphotonendetektionseffizienz von Bauelementen.
2. Anwendungen von SiC-Lawinenfotodioden
APDs have the advantages of high internal gain and high responsiveness, which can effectively detect weak signals and improve the signal-to-noise ratio of devices. The ultraviolet detector based on SiC APD array has broad application prospects in fields such as fire warning, environmental detection, ultraviolet communication, astronomical research, and medical applications.
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