一种获取雪崩二极管关键参数的方法技术

本发明专利技术涉及InP基雪崩二极管器件关键参数技术领域，具体涉及一种获取雪崩二极管关键参数的方法，该方法通过实测待测雪崩二极管的多个测点的测点光电流和测点电压，根据测点光电流确定对应的测点增益；将对应测点的测点增益和测点电压进行数学变换后进行线性拟合，并确定拟合线形的斜率和截距；在实际应用中通过斜率和截距即可确定击穿电压。还可根据斜率和击穿电压确定器件增益和施加电压的对应关系，能够迅速地得到在几倍Vbr时的M值，不用先根据Vbr和倍数算得电压值再依此去寻找对应光电流从而得到M值，该方案能够解决按照固定暗电流求得击穿电压不准而引起器件工作点偏离的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种获取雪崩二极管关键参数的方法


[0001]本专利技术涉及InP基雪崩二极管器件关键参数
，具体涉及一种获取雪崩二极管关键参数的方法。

技术介绍

[0002]在材料掺杂浓度较低的PN结中，当PN结反向电压增加时，空间电荷区中的电场随着增强。这样，通过空间电荷区的电子和空穴，就会在电场作用下获得的能量增大，在晶体中运动的电子和空穴将不断地与晶体原子又发生碰撞，当电子和空穴的能量足够大时，通过这样的碰撞的可使共价键中的电子激发形成自由电子
–
空穴对。新产生的电子和空穴也向相反的方向运动，重新获得能量，又可通过碰撞，再产生电子
–
空穴对，这就是载流子的倍增效应。当反向电压增大到某一数值后，载流子的倍增情况就像在陡峻的积雪山坡上发生雪崩一样，载流子增加得多而快，这样，反向电流剧增，PN结就发生雪崩击穿。
[0003]雪崩二极管最重要的参数之一就是击穿电压Vbr，它表征着器件发生雪崩效应的临界电压，它在雪崩二极管的应用中具有重要的意义。
[0004]一般来说，雪崩二极管有两种应用模式，一种是线性模式，一种是盖革模式，无论是哪种模式都要以击穿电压为基准选取一个合适的工作点。比如，线性模式通常选取0.9Vbr或Vbr
‑
3V或Vbr
‑
2V，而盖革模式的雪崩和淬灭状态则要分别选取一个明显大于Vbr和一个明显小于Vbr的工作点。除此之外，雪崩二极管的其他重要指标参数也得参照Vbr。例如，有的雪崩二极管在衡量暗电流的大小时，是选择在0.97Vbr下的值。因此，准确决定一个雪崩二极管的击穿电压是至关重要的！
[0005]目前在学术界，一般用暗电流达到某个恒定值(1～100μA,通常选取10μA)的电压来确定击穿电压，但这个值和真正的击穿电压还是有区别的。在某些情况下，比如工艺做的不好，边缘击穿比较严重等，这个区别会比较大(>1V)，这就会导致器件的应用工作点的严重偏离，从而致使器件不能在最佳的工作偏压下得到使用。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种获取雪崩二极管关键参数的方法，能够解决按照固定暗电流求得击穿电压不准而引起器件工作点偏离的问题。
[0007]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0008]本专利技术提供一种获取雪崩二极管关键参数的方法，包括以下步骤：
[0009]实测待测雪崩二极管的多个测点的测点光电流和测点电压，根据测点光电流确定对应的测点增益；
[0010]将对应测点的测点增益和测点电压进行数学变换后进行线性拟合，并确定拟合线形的斜率和截距；
[0011]根据斜率和截距确定击穿电压。
[0012]在上述技术方案的基础上，所述的将对应测点的测点增益和测点电压进行数学变
换后进行线性拟合，并确定拟合线形的斜率和截距，具体包括：
[0013]对各个测点的测点增益进行数学变换后作为纵坐标；
[0014]将对应测点增益的测点电压进行数学变换后作为横坐标；
[0015]将多个对应的横坐标和纵坐标进行拟合，并确定拟合线形的斜率和截距。
[0016]在上述技术方案的基础上，根据公式log(1
‑
1/M
p
)对各个测点的测点增益M
p
进行数学变换后作为纵坐标。
[0017]在上述技术方案的基础上，根据公式logV
p
将对应测点增益的测点电压V
p
进行数学变换后作为横坐标。
[0018]在上述技术方案的基础上，根据公式Vbr＝10
‑
intercept/slope
确定击穿电压Vbr，其中，slope为斜率，intercept为截距。
[0019]在上述技术方案的基础上，还包括根据斜率slope和击穿电压Vbr确定器件增益和施加电压的对应关系的步骤。
[0020]在上述技术方案的基础上，所述的根据斜率和击穿电压确定器件增益和施加电压的对应关系的步骤，具体包括：
[0021]根据公式r＝slope确定待定指数r，其中，slope为斜率；
[0022]根据待定指数r和击穿电压Vbr确定器件增益和施加电压的对应关系。
[0023]在上述技术方案的基础上，根据公式确定器件增益M和施加电压V的对应关系。
[0024]在上述技术方案的基础上，根据公式M
p
＝I
p
/I0确定测点光电流I
p
对应的测点增益M
p
，其中，I0为增益为1时的光电流。
[0025]在上述技术方案的基础上，I0根据待测雪崩二极管的原始数据获得。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：通过实测待测雪崩二极管的多个测点的测点光电流和测点电压，根据测点光电流确定对应的测点增益；将对应测点的测点增益和测点电压进行数学变换后进行线性拟合，并确定拟合线形的斜率和截距；在实际应用中通过斜率和截距即可确定击穿电压。还可根据斜率和击穿电压确定器件增益和施加电压的对应关系，能够迅速地得到在几倍击穿电压Vbr时的增益M值，不用先根据击穿电压Vbr和倍数算得电压值再依此去寻找对应光电流从而得到增益M值，该方案能够解决按照固定暗电流求得击穿电压不准而引起器件工作点偏离的问题。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例中获取雪崩二极管关键参数的方法的流程图；
[0029]图2为本专利技术实施例中待测雪崩二极管的原始数据；
[0030]图3为本专利技术实施例中增益M和V的拟合图；
[0031]图4为本专利技术实施例中电压V＝0.9Vbr时增益M与r的关系图。
具体实施方式
[0032]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0033]以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细说明。
[0034]图1为本专利技术实施例中获取雪崩二极管关键参数的方法的流程图，如图1所示，本专利技术提供一种获取雪崩二极管关键参数的方法，包括以下步骤：
[0035]S1：实测待测雪崩二极管的多个测点的测点光电流和测点电压，根据测点光电流确定对应的测点增益。
[0036]在本实施例中，在Vmesa+3V到Vb(为暗电流10μA电压)的电压范围内，Vme本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种获取雪崩二极管关键参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：实测待测雪崩二极管的多个测点的测点光电流和测点电压，根据测点光电流确定对应的测点增益；将对应测点的测点增益和测点电压进行数学变换后进行线性拟合，并确定拟合线形的斜率和截距；根据斜率和截距确定击穿电压。2.如权利要求1所述的获取雪崩二极管关键参数的方法，其特征在于：所述的将对应测点的测点增益和测点电压进行数学变换后进行线性拟合，并确定拟合线形的斜率和截距，具体包括：对各个测点的测点增益进行数学变换后作为纵坐标；将对应测点增益的测点电压进行数学变换后作为横坐标；将多个对应的横坐标和纵坐标进行拟合，并确定拟合线形的斜率和截距。3.如权利要求2所述的获取雪崩二极管关键参数的方法，其特征在于：根据公式log(1
‑
1/M
p
)对各个测点的测点增益M
p
进行数学变换后作为纵坐标。4.如权利要求3所述的获取雪崩二极管关键参数的方法，其特征在于：根据公式logV
p
将对应测点增益的测点电压V
p
进行数学变换后作为横坐标。5.如权利要求1所述的获取雪崩二极管关键参数的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡勤伟，王肇中，
申请(专利权)人：武汉光谷量子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：