微弱紫外光の検出は、火災警報、コロナ検出、深宇宙検出などの分野で重要な応用の可能性を秘めています。 アバランシェ フォト ダイオード (APD) には、高い量子効率、高利得、統合の容易さという利点があり、紫外光の検出により適しています。 材料面では、GaNやSiCに代表されるワイドバンドギャップ半導体材料はSiに比べ、可視光や赤外光の影響を効果的に遮蔽できるため、紫外検出の分野で大きなメリットを発揮します。 中でも 4H-SiC は、高い熱伝導率、高い臨界電場、電子イオン化係数に対する正孔の比率が高いという利点があり、アバランシェ紫外光検出器の製造に最適な材料です。 パムアモイが提供できるのは4H-SiCエピウェーハAPD製造用。 4H-SiC APD の詳細なエピ構造は次のとおりです。
1. 4H-SiC APD ウェーハ構造
No.1
| エピ構造 | 厚さ | ドーピング濃度 |
| p+キャップ層 | 0.1um | 2×1019cm-3 |
| pエピ層 | 0.2um | 2×1018cm-3 |
| p-エピ層 | 0.5um | 3×1015cm-3 |
| n+エピ層 | 2um | 1×1019cm-3 |
| n+ 4H-SiC基板 |
No.2
| エピ構造 | 厚さ | ドーピング濃度 |
| n+コンタクト層 | 0.15um | 1×1019cm-3 |
| エピ層 | 0.2um | 1×1018cm-3 |
| n- アバランシェ増倍層 | 0.78um | 1×1015cm-3 |
| pエピ層 | 10um | 3×1018cm-3 |
| n+ 4H-SiC基板 |
研究によると、SiC ウェハの 4 ° オフアクシス成長とキャリア移動度の異方性により、電極で収集されたときに光生成キャリアが [1120] 方向に沿って横方向ドリフトを引き起こすことが示されています。 [11 20] 方向と [1 120] 方向の電極による光生成キャリアの収集効率の違いにより、不均一なキャリアの蓄積が生じ、これが APD 内での不均一な電界シールドにつながります。そして最終的にはデバイスの不均一なアバランシェ降伏につながります。 したがって、デバイスのアバランシェ状態の理解を深めることは、SiC APD デバイス構造をより合理的に設計するのに有益であり、デバイスの単一光子検出効率を向上させるための重要な方向性を提供します。
2. SiCアバランシェフォトダイオードの応用例
APD には、高い内部ゲインと高い応答性という利点があり、弱い信号を効果的に検出し、デバイスの S/N 比を向上させることができます。 SiC APD アレイをベースとした紫外線検出器は、火災警報、環境検出、紫外線通信、天文研究、医療用途などの分野で幅広い応用が期待されています。
詳細については、メールでお問い合わせください。victorchan@powerwaywafer.com と powerwaymaterial@gmail.com.