Светоизлучающая фотовсплесковая фотодиод 4H-SiC с высокой эффективностью детекции и смещённой верхней электродной структурой

В данной работе представлен ультрафиолетовый (UV) лавинный фотодиод (APD) на 4H-SiC с высокой эффективностью детекции одиночных фотонов и смещённой верхней электродной структурой. Для смягчения вызванного латеральным дрейфом носителей неравномерного распределения усиления в SiC APD разработана верхняя электродная структура в виде полуколца, при которой электрод расположен со смещением на стороне [11 ̄2 0] круглой мезы. На основании двумерной карты подсчёта фотонов показано, что такая конструкция значительно снижает эффект затенения верхнего электрода в области с высоким усилением, чувствительной к свету, что повышает эффективность детекции одиночных фотонов (SPDE) SiC APD. При работе в режиме Гейгера (Geiger mode) с активной схемой гашения изготовленный APD со смещённым верхним электродом демонстрирует высокую SPDE 36,7%, что на 28,7% выше по сравнению с контрольным устройством с традиционным симметричным электродом. При этом получена относительно низкая частота темновых счетов примерно 14,4 Гц/μm2. Работа предлагает новую стратегию проектирования SiC APD с высокой эффективностью детекции.