影响半导体器件响应特性的因素有哪些

影响半导体器件响应特性的因素有哪些,第1张

如果是响应特性的话题主可能是想问半导体的响应速度,也就是对高频信号的响应。首先在半导体本身上面分析,就是看禁带的形状,因为这影响到电子在半导体内部的有效质量,禁带变化得越激烈,有效质量越小,受电场加速越快,响应速度就越快。同理还跟掺杂有关系,掺杂越多电子运动阻碍变多,弛豫时间变短,响应也会变慢。在期间层面上金属半导体结或者pn结之间的势垒相差太大,电子穿越的时候需要能量就高,响应也会变慢;还有就是半导体作材料时的厚度,接触面积都会影响传播的时间影响响应速度:材料越薄,接触面积越大,响应越快。如果没有回答对方向可以随时回复~

光电检测器件基本上就是pn结二极管(Si、Ge、pin结光电二极管)。其频率响应主要决定于pn结势垒电容(电容越大,响应速度就越慢);这与半导体的掺杂浓度有关,也与pn结面积有关。掺杂浓度越高,势垒厚度越薄,则势垒电容就越大;pn结面积越大,势垒电容就越大。

pin结光电二极管的势垒电容很小,故响应速度较快;但是,如果其中i型层太厚的话,则光生载流子渡越i型层的时间太长,反而又影响到响应速度。

载流子在耗尽层中获得的雪崩增益越大,雪崩倍增过程所需的时间越长。因而,雪崩倍增过程要受到“增益-带宽积”的限制。在高雪崩增益情况下,这种限制可能成为影响雪崩光电二极管响应速度的主要因素之一。但在适中的增益下,与其他影响光电二极管响应速度的因素相比,这种限制往往不起主要作用,因而雪崩光电二极管仍然能获得很高的响应速度。现代雪崩光电二极管增益-带宽积已达几百吉赫。

与一般的半导体光电二极管一样,雪崩光电二极管的光谱灵敏范围主要取决于半导体材料的禁带宽度。制备雪崩光电二极管的材料有硅、锗、砷化镓和磷化铟等Ⅲ-Ⅴ族化合物及其三元、四元固熔体。根据形成耗尽层方法的不同,雪崩光电二极管有PN结型(同质的或异质结构的PN结。其中又有一般的PN结、PIN结及诸如 N+PπP+结等特殊的结构)、金属半导体肖特基势垒型和金属-氧化物-半导体结构等。


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