SOI基高响应度TFET探测器的设计与仿真

作者：王雪飞; 谢生^*; 毛陆虹; 王续霏; 杜永超

来源：光子学报, 2019, 48(12): 7-13.

• 光电探测器
• 绝缘体上硅
• 隧穿场效应晶体管
• 响应度
• 弱光探测

提出一种SOI基的新型隧穿场效应晶体管(TFET)探测器结构,将光电二极管与TFET结合,实现光信号的探测放大。光电二极管的正极与TFET的栅极互连,感光后光电二极管的光生电势调控TFET的沟道势垒,控制TFET的输出电流,实现光信号到电流信号的转化。陡峭的亚阈值摆幅能有效放大输出电流,提高TFET探测器的响应度。应用SILVACO完成探测器结构和性能的模拟仿真。光电二极管的光生电势通过较薄的BOX区形成了TFET的底部栅压,增强了对沟道势垒的控制能力,增大了输出电流,结果表明,探测器对弱光具有较高的响应度,当入射光强小于10mW/cm2时,响应度可超过104 A/W。此外,通过调整光电二极管的反偏电压、在源区与沟道间插入n+口袋等方法可显著提高探测器的输出电流和响应度。

• 单位
  天津大学