Mg2Si/Si雪崩光電二極管的設(shè)計與模擬*

王傲霜 肖清泉 陳豪 何安娜 秦銘哲 謝泉

(貴州大學(xué)大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院, 新型光電子材料與技術(shù)研究所, 貴陽 550025)

Mg2Si作為一種天然豐富的環(huán)保材料, 在近紅外波段吸收系數(shù)高, 應(yīng)用于光電二極管中對替代市面上普遍使用的含有毒元素的紅外探測器具有重要意義.采用Silvaco軟件中Atlas模塊構(gòu)建出以Mg2Si為吸收層的吸收層、電荷層和倍增層分離結(jié)構(gòu)Mg2Si/Si雪崩光電二極管, 研究了電荷層和倍增層的厚度以及摻雜濃度對雪崩光電二極管的內(nèi)部電場分布、穿通電壓、擊穿電壓、C-V特性和瞬態(tài)響應(yīng)的影響, 分析了偏置電壓對IV特性和光譜響應(yīng)的影響, 得到了雪崩光電二極管初步優(yōu)化后的穿通電壓、擊穿電壓、暗電流密度、增益系數(shù)(Mn)和雪崩效應(yīng)后對器件電流的放大倍數(shù)(M).當(dāng)入射光波長為1.31 μm, 光功率為0.01 W/cm2時, 光電二極管的穿通電壓為17.5 V, 擊穿電壓為50 V, 在外加偏壓為47.5 V (0.95倍擊穿電壓)下, 器件的光譜響應(yīng)在波長為1.1 μm處取得峰值25 A/W, 暗電流密度約為3.6 × 10–5 A/cm2, Mn為19.6, 且Mn在器件擊穿時有最大值為102, M為75.4.根據(jù)模擬計算結(jié)果, 優(yōu)化了器件結(jié)構(gòu)參數(shù), 為高性能的器件結(jié)構(gòu)設(shè)計和實驗制備提供理論指導(dǎo).

1 引 言

市面上的紅外光電探測器普遍使用了銦鎵砷(InGaAs)[1]、碲鎘汞(HgCdTe)[2,3]材料, 這些原材料具有吸收系數(shù)高、帶隙可調(diào)、增益系數(shù)高和電子遷移率高等優(yōu)點[3,4], 但其含量在地殼中不多, 并且均含有重金屬元素, 將其大量應(yīng)用于紅外光電探測器將會出現(xiàn)原材料匱乏, 且對環(huán)境造成的污染也不容忽視[5,6], 因此尋找其他合適的材料制備紅外器件已成為解決上述問題的關(guān)鍵[7].

Mg2Si是紅外光電探測器最理想的原材料之一, 具有天然豐富、環(huán)境友好、載流子遷移率高、在近紅外波段光吸收系數(shù)高[8,9]、與Si的晶格失配小(< 5%)[10,11]、與成熟的Si工藝兼容[12]、與n型Si有良好的歐姆接觸[13]、高純的單晶Mg2Si是n型半導(dǎo)體[10]而摻雜銀或銅后能成為p型半導(dǎo)體[14]等優(yōu)點.但目前對Mg2Si用于光電子器件的文獻(xiàn)報導(dǎo)不多, 大多數(shù)研究組都是對其基本性質(zhì)進(jìn)行研究.Udono等[15]和El-Amir等[16]先后通過熱擴(kuò)散制作了Mg2Si光電二極管, 表明其具有良好的整流特性, 在波長為0.95—1.8 μm范圍內(nèi)有良好的光譜響應(yīng), 在零偏壓下, 波長為1.4 μm處光譜響應(yīng)達(dá)到峰值為0.014 A/W, 展示了其作為紅外光電探測器的應(yīng)用前景, 對替代市面上含有毒元素的紅外光電探測器具有重要研究意義.

為了開發(fā)基于Mg2Si薄膜的紅外探測器, 此前我們研究組已經(jīng)圍繞Mg2Si/Si異質(zhì)結(jié)光電二極管設(shè)計了pn型和pin型的器件模型[17], 所模擬的pin型器件要優(yōu)于pn型器件, 光譜響應(yīng)峰值為0.742 A/W, 但暗電流密度略大, 約為1×10–6A/cm2.而研究發(fā)現(xiàn)雪崩光電二極管(APD)具有高增益、寬帶寬、響應(yīng)快等[18,19]諸多優(yōu)點, Nishida等[20]將吸收層和倍增層分離而提出的吸收層、電荷層和倍增層分離(SACM)結(jié)構(gòu)成為當(dāng)前APD普遍所采用的結(jié)構(gòu).因此本文考慮到Mg2Si/Si異質(zhì)生長的晶格失配度, 在保證Mg2Si/Si異質(zhì)結(jié)能良好生長的前提下, 采用Silvaco軟件中Atlas模塊構(gòu)建出以Mg2Si為吸收層的Mg2Si/Si SACM-APD, 為高性能的器件制備提供指導(dǎo), 降低器件研制經(jīng)費, 提高器件性能, 使高性能Mg2Si紅外探測器件的制備成為可能, 從而解決紅外探測器原材料匱乏及不環(huán)保的問題.

2 SACM-APD的結(jié)構(gòu)設(shè)計

理論模型采用Silvaco中的Atlas模塊對Mg2Si/Si異質(zhì)結(jié)SACM-APD的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計.Nishida等[20]將吸收層和倍增層分離而提出的SACM型結(jié)構(gòu)成為當(dāng)前APD普遍所采用的結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)可以通過調(diào)節(jié)電荷層的結(jié)構(gòu)參數(shù)來調(diào)節(jié)器件內(nèi)部場強(qiáng).本文設(shè)計的SACM-APD如圖1所示, 器件襯底采用重?fù)诫sn型Si, 襯底上生長一層n型Si作為緩沖層, 接著是弱p型摻雜的Si作為倍增層, 較高摻雜的p型Si電荷層位于倍增層與Mg2Si吸收層之間, 以調(diào)節(jié)器件內(nèi)部電場分布, 最后采用較薄且摻雜濃度高的p型Mg2Si薄膜作為接觸層.為形成歐姆接觸, n型Si襯底通常需要高的摻雜濃度[12].

圖1 SACM-APD結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1.Schematic diagram of SACM-APD.

圖2 為Mg2Si/Si SACM-APD的能帶結(jié)構(gòu)示意圖, 圖中建立一維的坐標(biāo)系, p-Mg2Si接觸層頂位置設(shè)為坐標(biāo)原點,Wp,Wa,Wc,Wm,Wb與Ws分別為器件接觸層、吸收層、電荷層、倍增層、緩沖層和襯底的厚度, 參數(shù)見表1.

圖2 APD的能帶結(jié)構(gòu)圖Fig.2.Energy band structure diagram of the APD.

表1 APD的結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 1.Structural parameters of the APD.

物理模型中的材料參數(shù)均來自最近的文獻(xiàn)[9,15, 21, 22]與本研究組的測試結(jié)果, 表2為Mg2Si與c-Si的一些基礎(chǔ)的材料參數(shù).

表2 模擬計算中采用的各層基本參數(shù)Table 2.The parameters of different layers in the simulation.

對于光電器件的模擬, 為了使仿真結(jié)果更接近實際, 材料表面折射率情況被考慮到, 吸收系數(shù)是光電器件模擬中重要的參數(shù), 對光生載流子的產(chǎn)生率以及光生電流起著主導(dǎo)的作用, 文中Mg2Si[9]與c-Si[23]中的吸收系數(shù)與折射率均來自于近期文獻(xiàn)中實驗測量到的, 如圖3所示.

圖3 Mg2Si與c-Si的光學(xué)特性 (a) Mg2Si與c-Si的吸收系數(shù)(cm–1)與入射能量的關(guān)系; (b) Mg2Si與c-Si的折射率與波長的關(guān)系Fig.3.Optical properties of Mg2Si and c-Si: (a) Absorption coefficient(cm–1) of the poly-Mg2Si and c-Si; (b) refractive Index of the poly-Mg2Si and c-Si.

3 Mg2Si/Si SACM-APD的 性 能 仿真與分析

3.1 內(nèi)部電場與載流子分布

圖4(a)給出了Mg2Si/Si SACM-APD在電荷層厚度為0.1 μm時隨外加電壓升高的內(nèi)部電場分布圖.由圖4(a)可知, 當(dāng)電荷層太薄時, 對器件的倍增層與吸收層的場強(qiáng)分布調(diào)控能力不足, 倍增層電場將會延伸至吸收層中, 即無法使倍增層與吸收層完全分離開來, 會使雪崩倍增效應(yīng)在吸收層中加劇, 器件的隧穿電流增大, 影響器件性能.如圖4(b)所示, 當(dāng)電荷層厚度增加為0.2 μm時, 吸收層與倍增層分離開來, 使雪崩效應(yīng)主要在倍增層中產(chǎn)生, 光生載流子的產(chǎn)生則幾乎在吸收層中, 這種情況下將能顯著地降低器件的暗電流, 因此電荷層厚度設(shè)置不應(yīng)太薄.

圖4 (a) 電荷層厚度為0.1 μm時器件的電場分布; (b) 電荷層厚度為0.2 μm時器件的電場分布Fig.4.(a) Electric field distribution of the device with charge layer thickness of 0.1 μm; (b) electric field distribution of the device with charge layer thickness of 0.2 μm.

圖5 揭示了不同外加偏壓下的器件內(nèi)部的載流子生成率, 由圖5可知, 在偏壓小于20 V時, 器件內(nèi)部載流子生成率幾乎只發(fā)生在倍增層中, 對應(yīng)的此時暗電流增加較為平穩(wěn).但當(dāng)偏壓為40 V時,倍增層中的載流子生成率上升了兩個數(shù)量級, 部分耗盡區(qū)中也存在載流子生成, 此時器件處于穿通狀態(tài).當(dāng)偏壓增大至60 V時, 倍增層中載流子生成率達(dá)到1026cm3·s數(shù)量級, 電流快速增加, 器件已處于雪崩擊穿狀態(tài).

圖5 Mg2Si/Si SACM-APD器件在不同偏壓下內(nèi)部的載流子生成率Fig.5.The influence of the different Bias voltage on the carrier generation rate.

圖6為在外加偏壓為40 V時, 倍增層不同摻雜濃度下倍增層的電場分布關(guān)系, 在摻雜濃度為1 × 1014cm–3, 其內(nèi)部電場分布均勻, 當(dāng)摻雜濃度繼續(xù)增加至1 × 1015cm–3時, 整體的電場強(qiáng)度增加有限, 其分布呈現(xiàn)出較小程度的傾斜, 繼續(xù)增高摻雜濃度, 倍增層整體電場強(qiáng)度上升很快, 且不均勻程度加劇, 此時會導(dǎo)致器件產(chǎn)生較大的暗電流,降低器件的增益系數(shù).所以在器件制備中, 為保證倍增區(qū)的電場相對穩(wěn)定, 倍增層的摻雜濃度一般不宜超過1 × 1015cm–3.另一方面接觸層采用重?fù)诫s方式, 可提高內(nèi)部整體電場, 使得吸收層電場起伏變小.

圖6 倍增層不同摻雜濃度時倍增層的電場分布Fig.6.Electric field distribution of the multiplier layer under different doping concentrations.

3.2 穿通電壓與擊穿電壓

穿通電壓[20]和擊穿電壓均會受到APD結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響, 如各層摻雜濃度、厚度等.在模擬中,設(shè)置這些參數(shù)為變量以獲得穿通電壓和擊穿電壓的變化趨勢, 對后續(xù)工藝設(shè)計具有至關(guān)重要的作用.

如圖7所示, 圖中上半部分呈下降趨勢的四條曲線Vb為不同電荷層厚度的擊穿電壓, 下半部分呈上升趨勢的四條曲線Vp為不同電荷層厚度下的穿通電壓.若電荷層厚度一定時, 當(dāng)其摻雜濃度升高, 穿通電壓呈線性上升趨勢, 而擊穿電壓呈線性下降趨勢, 且下降趨勢較為明顯.當(dāng)電荷層厚度為0.1 μm時, 穿通電壓隨摻雜濃度的變化趨勢為1.2 V/2 × 1016cm–3, 擊穿電壓隨摻雜濃度的變化趨勢4 V/2 × 1016cm–3, 擊穿電壓和穿通電壓之差 ? (Vb?Vp) 隨摻雜濃度升高而降低, 在摻雜濃度為6 × 1016cm–3時, 有最大值64 V.當(dāng)厚度增加至0.25 μm時, 穿通電壓隨摻雜濃度的變化趨勢為2 V/2 × 1016cm–3, 擊穿電壓隨摻雜濃度的變化趨勢15 V/2 × 1016cm–3, 在摻雜濃度為6 ×1016cm–3時, ? (Vb?Vp) 有最大值37 V.在設(shè)計雪崩光電二極管的結(jié)構(gòu)參數(shù)時, 如果電荷層厚度設(shè)計的較薄且摻雜濃度較低, 在小偏壓情況下, 器件中的吸收層會產(chǎn)生耗盡, 器件提前處于穿通狀態(tài).同時電荷層對器件中倍增層的電場調(diào)控作用力度較弱, 需要外加極大的偏壓才能使倍增層中形成足夠大的電場產(chǎn)生雪崩倍增效應(yīng), 這都極大地影響器件的性能.若選用較厚且高摻雜的電荷層時, 此時電荷層對器件倍增層與吸收層電場調(diào)控作用較強(qiáng), 會使倍增層中的電場加強(qiáng), 吸收層中的電場削弱, 此時需要較大的外加電壓才能使器件處于穿通狀態(tài),但需要不大的外加電壓就會使器件處于擊穿狀態(tài).例如當(dāng)電荷層厚度為0.25 μm、摻雜濃度為1 ×1017cm–3, ? (Vb?Vp) 僅為3 V, 若再增加電荷層厚度與摻雜濃度時, 會導(dǎo)致器件中耗盡區(qū)尚未完全耗盡時就已處于擊穿狀態(tài), 在器件制備過程中應(yīng)極力避免此情況, 電荷層的設(shè)計要結(jié)合實際進(jìn)行綜合考慮.

圖7 電荷層厚度、摻雜濃度與擊穿電壓和穿通電壓之間的關(guān)系Fig.7.The relation between the thickness and doping concentration of charge layer and the breakdown voltage, the punch-through voltage.

當(dāng)電荷層摻雜濃度為8 × 1016cm–3、厚度為0.2 μm時, 圖8揭示了倍增層厚度wm的增加對APD穿通電壓與擊穿電壓的影響.如圖8所示, 擊穿電壓隨wm的增大出現(xiàn)先減小后增大的現(xiàn)象,wm從0.2到0.6 μm時總體呈下降趨勢, 在0.6到1.2 μm時呈上升趨勢, 在0.6 μm時Vb取得最小值53 V,且總體呈現(xiàn)非線性變化規(guī)律, 而穿通電壓呈線性增加, 上述變化趨勢可由APD的增益系數(shù)公式[24]來解釋.若倍增區(qū)厚度太薄, 會產(chǎn)生較大的擊穿電壓與很小的穿通電壓.因此在實際制作中可適當(dāng)提高倍增層厚度, 提升載流子在倍增層中碰撞電離的幾率, 提高器件的增益系數(shù).

圖8 不同倍增層厚度時的擊穿電壓與穿通電壓Fig.8.Breakdown voltage and penetration voltage at different thicknesses of the multiplier layer.

圖9 揭示了雪崩光電二極管中的倍增層不同摻雜濃度對器件的擊穿電壓與穿通電壓的影響.當(dāng)倍增層摻雜濃度升高, 擊穿電壓逐漸下降, 且下降趨勢微弱, 摻雜濃度從1 × 1014cm–3上升至1 ×1015cm–3時, 擊穿電壓僅從56 V下降至53 V, 穿通電壓則幾乎沒變.

圖9 倍增層不同摻雜濃度與穿通電壓和擊穿電壓關(guān)系Fig.9.Breakdown voltage and penetration voltage at different doping concentration of the multiplier layer.

3.3 I-V特性與光譜響應(yīng)

APD的內(nèi)部增益機(jī)制一般為雪崩倍増, 本工作中的電子在高電場作用下的倍增層碰撞電離的幾率是隨機(jī)的, 因此倍增后生成的電流分布不均勻, 雪崩光電二極管產(chǎn)生一個附加噪音機(jī)制, 稱為倍增噪音, 是雪崩光電二極管主要的噪音來源.Si中電子的碰撞電離系數(shù)比空穴高, 因此采用電子作為雪崩光電二極管的倍增機(jī)制.一般由電子倍增產(chǎn)生的噪音Fn為[25]

其中k代表倍増區(qū)域內(nèi)有效空穴與電子的離化系數(shù)的比值;Mn為增益系數(shù), 是APD中最基本的參數(shù)之一.增益系數(shù)一般定義為光照下產(chǎn)生的電流IP減去黑暗下的暗電流ID之差與有效光電流IA之比.在計算過程中一般如下公式:

如圖10所示, 黑色曲線與紅色曲線分別代表雪崩光電二極管在黑暗與光照下(l= 1.31 μm,光功率 = 0.01 W/cm2)下的I-V曲線.APD在偏壓為12 V左右耗盡區(qū)開始逐漸向Mg2Si吸收層擴(kuò)散, 提升了入射光被Mg2Si薄膜層吸收形成光生載流子的幾率, 耗盡區(qū)的場強(qiáng)分布提高, 自由載流子越過吸收層與電荷層到達(dá)倍增層的概率升高, 暗電流會有較大幅度的提升.當(dāng)偏壓為18 V左右時吸收層被完全耗盡, 器件處于穿通狀態(tài).隨著偏壓的繼續(xù)增大, 此時耗盡區(qū)會向p區(qū)與n區(qū)延伸, 倍增層雪崩效應(yīng)開始顯現(xiàn), 此時器件的電流增加較為平緩.在50 V左右時, 器件倍增層中的電子在高電場情況下雪崩碰撞離化明顯, 暗電流與光電流幾乎呈指數(shù)增長, 發(fā)生擊穿.當(dāng)器件工作處于線性模式下(Vp

圖10 APD的I-V特性與增益系數(shù)Fig.10.I-V characteristics and gain coefficient of APD.

表3 模擬結(jié)果與目前國際水平對比Table 3.Comparison of simulation results with current international level.

圖11為外加偏置電壓對APD光譜響應(yīng)的影響, 由圖可知器件的光譜響應(yīng)波長能擴(kuò)展至1.6 μm,因此選用Mg2Si作為吸收層能有效地擴(kuò)展Si基APD的光譜響應(yīng)波段.在47.5 V(0.95Vb)偏壓下,波長為1.1 μm時光譜響應(yīng)達(dá)到峰值, 為25 A/W,在1.31 μm處也有較高的響應(yīng)度, 所以此APD可適用于光通信等光電設(shè)備領(lǐng)域中.總體而言, 隨著偏置電壓的增大, APD的光譜響應(yīng)不斷增強(qiáng), 但其隨波長的變化趨勢保持了較好的一致性.越接近擊穿電壓, 增強(qiáng)的幅度越大.當(dāng)在偏壓為17.5 V時, APD的吸收層被完全耗盡, 器件被穿通, 此時倍增效應(yīng)還未產(chǎn)生, 因此選取17.5 V為器件的穿通電壓.

圖11 不同的偏置電壓對APD光譜響應(yīng)的影響Fig.11.Effect of different bias voltages on the spectral response of APD.

若設(shè)IMP與IMD分別是雪崩倍增效應(yīng)后的光電流與暗電流,IP與ID是未發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)的光電流與暗電流, 仿真計算時取器件穿通前光電流與暗電流之差的平均值代表倍增效應(yīng)前的電流, 兩者之比M如下式所示:

上式中M可表示雪崩效應(yīng)后對電流的放大倍數(shù).通過先前的工作確定17.5 V為器件的穿通電壓, 取17.5 V以前光電流與暗電流之差的平均電流為倍增前的電流, 17.5 V以后為倍增后的電流.如圖10所示,M在偏壓大于46 V時迅速增加, 在50.8 V時有最大值1660.若取IMP與IMD之差的平均電流為倍增后的電流, 經(jīng)計算此時M為75.4, 證明該結(jié)構(gòu)對電流的增益效果較好.

3.4 器件的C-V特性與開關(guān)特性

圖12為APD在頻率為1 MHz下的C-V仿真曲線隨倍增層厚度的變化.當(dāng)外加偏壓一定時,隨著倍增層厚度的增加, 器件電容減小.當(dāng)厚度一定時, 隨著外加偏壓的減小, 器件電容增大.從理論上分析時, APD中由于電極與襯底介電性產(chǎn)生的電容和管殼電容是由器件工藝來決定的, 在這里不做討論, 只考慮結(jié)電容Cj, 可等效為pn結(jié)處理,如果外部交流小信號頻率很高時, 電容Cj以耗盡電容Cτ為主, 可忽略Cd[28], 當(dāng)外加交流偏置電壓V時得到Cj關(guān)系式為[28,29]

由(4)式可推知, 當(dāng)倍增層厚度和偏置電壓變大時, 耗盡層寬度會相應(yīng)展寬, 器件電容減小, 與模擬變化結(jié)果相一致.探測器帶寬與RC關(guān)系是呈負(fù)相關(guān)[25]:

圖12 倍增層厚度對器件電容的影響Fig.12.The influence of the thickness of multiplication layer on the capacitance of the device.

根據(jù)(5)式可知合理降低器件電容是有必要的.當(dāng)倍增區(qū)厚度為1 μm時, 在5 V偏置電壓下,器件電容密度約為1 × 10–15F/μm.

圖13為不同倍增層厚度時器件的瞬態(tài)響應(yīng)曲線, 增加倍增層厚度, 對器件的響應(yīng)時間影響微弱,但器件的穩(wěn)態(tài)光電流卻是先減小后增大, 可能是因為倍增層厚度的增加會調(diào)控器件內(nèi)部場強(qiáng)分布, 使擊穿電壓出現(xiàn)先降低后升高的趨勢.本例中得到的瞬態(tài)響應(yīng)曲線的偏壓均為37 V, 因此倍增層厚度的不同導(dǎo)致了不同的穩(wěn)態(tài)光電流.

圖13 不同倍增層厚度時器件的瞬態(tài)響應(yīng)Fig.13.Transient response of the device for different thickness of the multiplication layer.

4 結(jié) 論

考慮到Mg2Si/Si異質(zhì)生長的晶格失配度, 建立了Mg2Si/Si SACM-APD模型, 研究了電荷層和倍增層的厚度以及摻雜濃度對雪崩光電二極管的內(nèi)部電場分布、穿通電壓(Vp)、擊穿電壓(Vb)、C-V特性和瞬態(tài)響應(yīng)的影響, 分析了偏置電壓對IV特性和光譜響應(yīng)的影響, 得到了Mg2Si/Si SACM-APD初步優(yōu)化后的Vp,Vb、暗電流密度、增益系數(shù)(Mn)和雪崩效應(yīng)后對器件電流的放大倍數(shù)(M), 為高性能的器件制備奠定了良好的基礎(chǔ).根據(jù)模擬結(jié)果可知: 器件的光譜響應(yīng)波長能擴(kuò)展至1.6 μm, 選用Mg2Si作為吸收層的APD能有效地擴(kuò)展Si基APD的光譜響應(yīng)波段.隨著電荷層厚度與摻雜濃度的升高, 器件的Vp呈線性上升趨勢,而Vb呈線性下降趨勢, 且下降趨勢較為明顯, 因此電荷層能較好地調(diào)節(jié)器件內(nèi)部電場分布.當(dāng)倍增層摻雜濃度大于1 × 1015cm–3后, 倍增層電場分布出現(xiàn)較大程度的不均衡, 會產(chǎn)生較大的暗電流,因此為保證倍增區(qū)的電場相對穩(wěn)定, 倍增層的摻雜濃度不宜超過1 × 1015cm–3.在器件結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化后, SACM-APD的Vp為17.5 V,Vb為50 V; 當(dāng)偏壓為47.5 V (0.95Vb)時, 器件的光譜響應(yīng)在波長為1.1 μm時達(dá)到峰值25 A/W, 與先前的研究中pin型Mg2Si/Si光電二極管的光譜響應(yīng)峰值0.742 A/W相比, 光譜響應(yīng)得到了很大程度的提高; 暗電流密度約為3.6 × 10–5A/cm2, 該Mg2Si/Si SACM-APD與pn型和pin型Mg2Si/Si光電二極管暗電流密度1 × 10–6A/cm2相比, 暗電流密度略大;Mn為19.6, 且Mn在器件擊穿時取得最大值為102,M為75.4, 器件具有較好的增益效果.在器件制備過程中, 考慮到Mg2Si/Si異質(zhì)生長的晶格失配度, 界面態(tài)密度應(yīng)控制在1 × 1011cm–2以內(nèi), 并且可以通過在器件表面加設(shè)保護(hù)環(huán)[30]來提高器件的反向耐壓性能.