【技术实现步骤摘要】
本公开涉及硅基光电子技术及光电探测，尤其涉及一种光生载流子场分布的等时瞬态叠加方法及装置。
技术介绍
1、材料的实际生长情况经常与材料的仿真生长情况存在差异，这就导致了材料在生长过程中可能会出现材料组分分布不均匀或者材料生长界面发生缓变的现象。对于由存在该种现象的材料组成的器件，相关技术在确定该种器件中的光生载流子的场分布时，一般采用场仿真的方式或者引入微分方程确定该种器件中的光生载流子的分布。
2、相关技术的场仿真对于光生载流子属性的处理过于简化，导致器件中的光生载流子状态难以解释和调控。而相关技术利用微分方程组确定器件中的光生载流子的方式，由于需要求解引入的微分方程组，所以给确定光生载流子的过程带来较大的复杂性以及计算的耗时。总体上，由于相关技术难以高效简便的确定在材料中存在上述现象下的光生载流子的分布情况，进而难以对器件材料的仿真情况进行反馈调试，使得材料的仿真效率低以及仿真结果精确度不高。有鉴于此，需要提供一种能够简便快捷确定材料中存在该种现象的光生载流子的分布情况，以提高材料仿真结果的精确度。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本公开提供了一种用于确定不均匀材料中光生载流子分布的光生载流子场分布的等时瞬态叠加方法及装置。
2、本公开的一个方面提供了一种光生载流子场分布的等时瞬态叠加方法，包括：对光生载流子在材料本征吸收区的运动时长进行离散化，得到离散切片族；逐个迭代确定上述离散切片族中每一个离散切片的光生载流子分布信息，直至上述离散切片族中的所有离散
3、根据本公开的实施例，上述离散切片具有离散时间段；上述逐个迭代确定上述离散切片族中每一个离散切片的光生载流子分布信息，包括：确定上述光生载流子在绝对坐标中的生成速率信息以及复合速率信息；根据上述绝对坐标中的上述生成速率信息、上述光生载流子的复合速率信息、以及上述离散切片的离散时间段，计算上述离散切片在绝对坐标中的光生载流子分布信息。
4、根据本公开的实施例，上述方法还包括：获取上述离散切片在上述绝对坐标中的绝对起始位置坐标；根据相对坐标与上述绝对坐标中的相对坐标向量，对上述绝对起始位置坐标进行坐标变换，得到上述离散切片在上述相对坐标中的相对起始位置坐标；基于上述相对起始位置坐标构建上述光生载流子在上述相对坐标中的生成速率信息以及复合速率信息；根据上述相对坐标中的上述生成速率信息、上述光生载流子的复合速率信息、以及上述离散切片的离散时间段，计算上述离散切片在相对坐标中的光生载流子分布信息。
5、根据本公开的实施例，上述对上述第一目标位置处的上述光生载流子分布信息进行叠加，包括：调用光生载流子的叠加函数；确定上述第一目标位置处的离散切片；将上述离散切片的光生载流子分布信息输入到上述叠加函数中，输出上述光生载流子的目标场分布信息。
6、根据本公开的实施例，上述离散切片包括光生载流子线密度信息；上述方法还包括：利用脉冲光照射上述离散切片族中的任意个离散切片，以通过上述脉冲光改变上述离散切片的上述光生载流子线密度信息以及上述离散切片的形状，其中，被上述脉冲光照射的离散切片作为照射切片；基于改变后的光生载流子线密度信息以及离散切片的形状，确定上述照射切片的光生载流子分布信息；基于上述照射切片的光生载流子分布信息，构建上述脉冲光照射情况下的光生载流子场分布模型。
7、根据本公开的实施例，上述方法还包括：在上述材料本征吸收区中确定存在连续光照射情况的目标位置集合；对于上述目标位置集合中的所有第二目标位置，在每一个上述第二目标位置处叠加上述第二目标位置处的上述光生载流子分布信息，得到上述连续光照情况下的光生载流子场分布模型。
8、根据本公开的实施例，上述方法还包括：在对上述光生载流子的运动速度施加阻尼的情况下，得到阻尼离散切片族；逐个迭代确定上述阻尼离散切片族中每一个阻尼离散切片的光生载流子分布信息，直至上述阻尼离散切片族中的所有阻尼离散切片的光生载流子被电场完全扫出；在上述本征吸收区的任意第三目标位置处，对上述第三目标位置处的上述阻尼离散切片的光生载流子分析信息进行叠加，构建阻尼情况下的光生载流子场分布模型。
9、根据本公开的实施例，上述方法还包括：在上述光生载流子的目标场分布信息中，依次去除上述离散切片的光生载流子分布信息，以构建光照关断情况下的光生载流子场分布模型。
10、根据本公开的实施例，上述离散切片的形状与材料的种类相关，所述离散切片的形状包括以下至少之一：组分渐变材料的圆滑曲线形状、阶梯材料的台阶形状以及量子阱材料的锯齿形状。
11、本公开的另一方面还提供了一种光生载流子场分布的等时瞬态叠加装置，包括：离散模块，用于对光生载流子在材料本征吸收区的运动时长进行离散化，得到离散切片族；第一迭代模块，用于逐个迭代确定上述离散切片族中每一个离散切片的光生载流子分布信息，直至上述离散切片族中的最后一个离散切片的光生载流子被电场完全扫出；第一叠加模块，用于在上述本征吸收区的任意第一目标位置处，对上述第一目标位置处的上述光生载流子分布信息进行叠加，得到上述光生载流子的目标场分布信息。
12、根据本公开实施例提供的光生载流子场分布的等时瞬态叠加方法及装置，通过对光生载流子在材料本征吸收区的运动时长进行离散化，得到离散切片族；逐个迭代确定离散切片族中每一个离散切片的光生载流子分布信息，直至离散切片族中的所有离散切片的光生载流子被电场完全扫出；在材料本征吸收区的任意第一目标位置处，对所述第一目标位置处的光生载流子分布信息进行叠加，得到光生载流子的目标场分布信息。由于在确定光生载流子场分布信息的过程中，对光生载流子的运动时长进行离散化，并确定每一个离散切片的光生载流子分布信息；在需要确定任意目标位置的光生载流子场分布时，可以对该目标位置的离散切片的光生载流子分布信息进行叠加，以取消掉在材料组分分布不均匀的情况下提取载流子的时间过程，并且该方法可以无需求解微分方程组，便得到光生载流子的场分布信息，避免了求解微分方程组的耗时。该方法较为简便，至少部分地克服了相关技术中难以高效简便的确定材料中光生载流子分布情况的问题，进而可以高效简便的确定在材料组分分布不均匀或者材料生长界面发生缓变的现象下的光生载流子的场分布信息，从而能够高效地为器件材料的仿真情况提供更加精准的反馈调试，以提高材料的仿真效率和材料仿真结果的精确度。
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1.一种光生载流子场分布的等时瞬态叠加方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述离散切片具有离散时间段；
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述第一目标位置处的所述光生载流子分布信息进行叠加，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述离散切片包括光生载流子线密度信息；
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述离散切片的形状与材料的种类相关，所述离散切片的形状包括以下至少之一：组分渐变材料的圆滑曲线形状、阶梯材料的台阶形状以及量子阱材料的锯齿形状。
10.一种光生载流子场分布的等时瞬态叠加装置，包括：
【技术特征摘要】
1.一种光生载流子场分布的等时瞬态叠加方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述离散切片具有离散时间段；
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述第一目标位置处的所述光生载流子分布信息进行叠加，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述离散切片包括光生载流子线密度信息；
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【专利技术属性】
技术研发人员：崔金来，郑军，吴亦旸，贺晨，刘香全，黄秦兴，刘智，左玉华，成步文，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
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