Avalanche photodiode(APD)는 입사광을 광전류로 전환하는 광전변환 기능과 광전류를 충돌 이온화에 의해 증폭시키는 증폭기능을 동시에 갖는 소자로 수신 감도가 좋기 때문에 많이 연구되고 있습니다. Avalanche photodiode(APD)는 소자내의 전류 증폭 작용으로 신호 대 잡음비가 높고, ...
Avalanche photodiode(APD)는 입사광을 광전류로 전환하는 광전변환 기능과 광전류를 충돌 이온화에 의해 증폭시키는 증폭기능을 동시에 갖는 소자로 수신 감도가 좋기 때문에 많이 연구되고 있습니다. Avalanche photodiode(APD)는 소자내의 전류 증폭 작용으로 신호 대 잡음비가 높고, 누설전류가 적습니다. 또한 가시영역과 infrared 영역 근처에서 photomultipliers(PMT)의 양자효율(quantum efficiency)이 20%인 반면 실리콘 APD의 경우 80% 이상의 효율을 가지기 때문에 최근 광통신용 검출기뿐만 아니라 고에너지 실험과 의료 영상 장비에 많이 활용 및 응용 되고 있습니다. 일반적으로 APD는 p-substrate를 사용하지만 n-substrate reverse type APD의 경우 노이즈(noise)가 적고 항복전압(breakdown)을 예방하기 위한 가더링(guard-ring)이 없어도 된다는 두 가지의 장점이 있어 본 연구에서는 n-substrate reverse type APD를 사용하게 되었습니다. 본 시뮬레이션의 목적은 X-ray와 γ-ray를 검출에 쓰일 n-substrate reverse type APD의 공정 조건을 최적화하기 위한 것입니다. 두께가 380 μm이고, 저항이 5 kΩ·cm인 n-type wafer를 모델로 epitaxial 방법과 diffusion 방법으로 시뮬레이션을 하였습니다. 실제 공정 과정에서의 적정 수치를 찾기 위하여 Silvaco사의 ATHENA를 이용하였으며, 전기적 특성을 분석하기 위하여 ATLAS를 사용하였습니다.
Avalanche photodiode(APD)는 입사광을 광전류로 전환하는 광전변환 기능과 광전류를 충돌 이온화에 의해 증폭시키는 증폭기능을 동시에 갖는 소자로 수신 감도가 좋기 때문에 많이 연구되고 있습니다. Avalanche photodiode(APD)는 소자내의 전류 증폭 작용으로 신호 대 잡음비가 높고, 누설전류가 적습니다. 또한 가시영역과 infrared 영역 근처에서 photomultipliers(PMT)의 양자효율(quantum efficiency)이 20%인 반면 실리콘 APD의 경우 80% 이상의 효율을 가지기 때문에 최근 광통신용 검출기뿐만 아니라 고에너지 실험과 의료 영상 장비에 많이 활용 및 응용 되고 있습니다. 일반적으로 APD는 p-substrate를 사용하지만 n-substrate reverse type APD의 경우 노이즈(noise)가 적고 항복전압(breakdown)을 예방하기 위한 가더링(guard-ring)이 없어도 된다는 두 가지의 장점이 있어 본 연구에서는 n-substrate reverse type APD를 사용하게 되었습니다. 본 시뮬레이션의 목적은 X-ray와 γ-ray를 검출에 쓰일 n-substrate reverse type APD의 공정 조건을 최적화하기 위한 것입니다. 두께가 380 μm이고, 저항이 5 kΩ·cm인 n-type wafer를 모델로 epitaxial 방법과 diffusion 방법으로 시뮬레이션을 하였습니다. 실제 공정 과정에서의 적정 수치를 찾기 위하여 Silvaco사의 ATHENA를 이용하였으며, 전기적 특성을 분석하기 위하여 ATLAS를 사용하였습니다.
I present results of design and simulation of the n-substrate reverse type avalanche photodiode (APD), which internally amplifies the photocurrent by an avalanche process, with the diffusion and the epitaxial methods. APDs have an internal gain mechanism, low dark current, spectral and frequency res...
I present results of design and simulation of the n-substrate reverse type avalanche photodiode (APD), which internally amplifies the photocurrent by an avalanche process, with the diffusion and the epitaxial methods. APDs have an internal gain mechanism, low dark current, spectral and frequency response, and high quantum efficiency in the visible and near infrared regions. These characteristics make them excellent candidates for applications in particle physics experiment and medical images. I aims to develop the APD which is coupled with scintillating materials for X-ray and γ-ray detections. The purpose of this simulation is to investigate optimal design parameters including guarding of the reverse type APD to meet device performance requirement as one of detector components. These optimized conditions obtained from simulation study can be applied in fabrication of the reverse type APD. In this simulation, both process and device simulations of APDs have been done by using a 2D simulation package, Athena and Atlas, from Silvaco International.
I present results of design and simulation of the n-substrate reverse type avalanche photodiode (APD), which internally amplifies the photocurrent by an avalanche process, with the diffusion and the epitaxial methods. APDs have an internal gain mechanism, low dark current, spectral and frequency response, and high quantum efficiency in the visible and near infrared regions. These characteristics make them excellent candidates for applications in particle physics experiment and medical images. I aims to develop the APD which is coupled with scintillating materials for X-ray and γ-ray detections. The purpose of this simulation is to investigate optimal design parameters including guarding of the reverse type APD to meet device performance requirement as one of detector components. These optimized conditions obtained from simulation study can be applied in fabrication of the reverse type APD. In this simulation, both process and device simulations of APDs have been done by using a 2D simulation package, Athena and Atlas, from Silvaco International.
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