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首页> 外文期刊>Journal of Applied Physics >Full-band Monte Carlo simulation of high-energy carrier transport in single photon avalanche diodes with multiplication layers made of InP, InAlAs, and GaAs
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Full-band Monte Carlo simulation of high-energy carrier transport in single photon avalanche diodes with multiplication layers made of InP, InAlAs, and GaAs

机译：具有InP，InAlAs和GaAs倍增层的单光子雪崩二极管中高能载流子传输的全频带Monte Carlo模拟

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摘要

We investigate the high-energy charge dynamics of electrons and holes in the multiplication process of single photon avalanche diodes. The technologically important multiplication layer materials InP and In0.52Al0.48As, used in near infrared photon detectors, are analyzed and compared with GaAs. We use the full-band Monte Carlo technique to solve the Boltzmann transport equation which improves the state-of-the-art treatment of high-field carrier transport in the multiplication process. As a result of the computationally efficient treatment of the scattering rates and the parallel central processing unit power of modern computer clusters, the full-band Monte Carlo calculation of the breakdown characteristics has become feasible. The breakdown probability features a steeper rise versus the reverse bias for smaller multiplication layer widths for InP, In0.52Al0.48As, and GaAs. Both the time to avalanche breakdown and jitter decrease with shrinking size of the multiplication region for the three examined III–V semiconductors.
机译：我们研究了单光子雪崩二极管倍增过程中电子和空穴的高能电荷动力学。对用于近红外光子探测器的具有技术重要性的倍增层材料InP和In0.52Al0.48As进行了分析，并与GaAs进行了比较。我们使用全频带蒙特卡洛技术来求解玻耳兹曼输运方程，从而改善了乘法过程中对高场载波输运的最新处理。由于对计算机的散射率和并行中央处理单元功能进行了有效的计算处理，因此，对击穿特性进行全频带蒙特卡洛计算已变得可行。对于较小的InP，In0.52Al0.48As和GaAs倍增层宽度，击穿概率具有比反向偏置陡峭的上升。雪崩击穿的时间和抖动都随三种被检查的III–V型半导体的倍增区域尺寸的减小而减小。

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  • 来源
    《Journal of Applied Physics》 |2012年第10期|p.1-11|共11页
  • 作者

    Dolgos Denis;

  • 作者单位
  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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