BNRT與PBNRT的器件模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用和深入研究,以光纖通信、光互連為代表的光電子技術(shù)得到了飛速發(fā)展,其中,光信號(hào)的傳輸、光電轉(zhuǎn)換和處理、光的調(diào)制和解調(diào)等過(guò)程,都迫切需要不斷研制出性能憂(yōu)異的新型光電器件.而光電負(fù)阻器件具有多種光電功能,可廣泛應(yīng)用于光探測(cè)、光放大、光耦合、光電自動(dòng)控制等領(lǐng)域,因此,新型光電負(fù)阻器件的研制具有十分重要的意義.該論文圍繞著"硅光電負(fù)阻器件的研究"這一科研項(xiàng)目,對(duì)三端雙向負(fù)阻晶體管(BNRT)和光電雙向負(fù)阻晶體管(PBNR

2、T)進(jìn)行了模擬研究和實(shí)驗(yàn)研究.首先利用SILVACO的器件模擬軟件ATLAS,首次對(duì)BNRT的三端特性進(jìn)行了研究.根據(jù)器件模擬得到的器件內(nèi)部電勢(shì)和電場(chǎng)分布,解釋了S型負(fù)阻特性產(chǎn)生機(jī)理.分別從模擬和實(shí)驗(yàn)得到了輸出負(fù)阻曲線(xiàn)隨控制電壓變化情況,結(jié)果表明,隨控制電壓的增大,轉(zhuǎn)折電壓、轉(zhuǎn)折電流和維持電壓均增大,表現(xiàn)為負(fù)阻曲線(xiàn)右移,擊穿點(diǎn)上移.模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致.進(jìn)一步模擬研究了半導(dǎo)體材料的物理參數(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾何參數(shù)以及工藝參數(shù)對(duì)三端BNRT

3、負(fù)阻特性的影響,為器件優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo).在三端BNRT研究的基礎(chǔ)上,對(duì)其進(jìn)行了光敏化,研制出PBNRT,給出了其等效電路模型;PBNRT在光電混合工作模式下具有光控電流開(kāi)關(guān)效應(yīng),其光電S型負(fù)阻特性可通過(guò)光照和控制電壓兩種方式予以控制,模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明:光照強(qiáng)度增大,維持電壓基本保持不變,轉(zhuǎn)折電壓減小,負(fù)阻電壓擺幅減小;而增大控制電壓,維持電壓和轉(zhuǎn)折電壓均增大,輸出負(fù)阻特性曲線(xiàn)右移.最后,采用PBNRT組成了光控正弦波振蕩器和光控張弛