闽南师范大学物理与信息工程学院光场调控及其系统集成应用福建省高校重点实验室，福建 漳州 363000
Ge/Si雪崩光电二极管（APD）被广泛应用于近红外探测领域，但由于Ge和Si之间存在4.2%的晶格失配，故难以获得高性能的Ge/Si APD。提出在Ge/Si键合界面处引入多晶硅（poly-Si）键合中间层，弱化Ge/Si失配晶格对APD器件性能的影响。poly-Si引入后键合界面电场发生变化，导致APD内部的电场重新分布，极大地影响了器件性能。因此，重点对Ge吸收层和Si倍增层的掺杂浓度进行调控，探究了掺杂浓度对Ge/Si APD电场、复合率、载流子浓度、碰撞电离等性能的影响，最终设计出高性能键合Ge/Si APD。本工作将为低噪声、高增益Ge/Si APD的研究提供理论指导。
材料 Ge/Si雪崩光电二极管 晶格失配 poly-Si键合层 掺杂浓度
芯三代半导体科技(苏州)有限公司, 苏州 215021
采用高速旋转垂直热壁化学气相沉积(CVD)设备在偏向〈1010〉晶向 4°的 n 型4H-SiC衬底上进行了同质外延生长, 在设定的工艺条件下, 外延膜生长速率达到40.44 μm/h, 厚度不均匀性和掺杂浓度不均匀性分别达到1.37%和2.79%。AFM表征结果显示表面均方根粗糙度为 0.11 nm; Leica显微镜观察显示外延膜表面光滑, 生长缺陷密度很低, 没有宏观台阶结构; Raman谱线清晰锐利, 表现出典型的4H-SiC特征。综合分析表明, 本实验使用国产的高速旋转垂直热壁CVD设备, 在较高的外延生长速率下, 获得了具有高厚度均匀性和高掺杂浓度均匀性的高质量4H-SiC外延膜, 对目前碳化硅外延产业的发展和半导体设备的国产替代具有良好的指导作用。
碳化硅 外延 化学气相沉积 CVD设备 厚度均匀性 掺杂浓度均匀性 SiC epitaxy chemical vapor deposition CVD equipment thickness uniformity doping concentration uniformity
西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021
光腔衰荡法对腔内介质吸收有着极高的测量灵敏度，可实现腔损耗的精确测量。本文基于自由载流子吸收理论和谐振腔理论，建立了半导体材料特性测量的光腔衰荡理论模型，推导了腔衰荡信号与半导体材料特性参数和光学谐振腔结构参数间的函数关系，并进行了仿真分析和实验验证。仿真结果表明：光腔衰荡法可以实现半导体材料特性的精确测量，如掺杂浓度和电阻率。同时，基于该技术对半导体单晶硅片掺杂浓度和电阻率进行了实验测量，结果分别为和，说明该方法在半导体材料特性测量中具有很好的应用潜力。
仪器，测量与计量 光学谐振器 半导体材料 激光器 掺杂浓度 激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0112005
东华理工大学核技术应用教育部工程研究中心， 南昌 330013
硫化亚锗(GeSe)具有合适的禁带宽度、高的吸收系数和高的载流子迁移率等优异的光电特性，且组分简单、低毒和储量丰富，特别适合作为光伏吸收材料。本文基于新型太阳电池吸收层材料GeSe构筑了结构为金属栅线/AZO/i-ZnO/CdS/GeSe/Mo/玻璃的薄膜太阳电池，分别模拟分析了缓冲层和吸收层的厚度、掺杂浓度，以及吸收层体缺陷密度对器件性能的影响。经过优化CdS缓冲层厚度和掺杂浓度以及GeSe吸收层厚度和掺杂浓度，器件获得高达27.59%的转换效率。这些结果表明GeSe基薄膜太阳电池有成为高效光伏器件的潜力。
硫化亚锗吸收层 硫化镉缓冲层 太阳电池 厚度 掺杂浓度 体缺陷 模拟 GeSe absorber layer CdS buffer layer solar cell thickness doping concentration bulk defect simulation
1 江西科技学院协同创新中心，南昌 330098
2 宁波山迪光能技术有限公司，余姚 315380
制备P-N结发射极的常规扩散工艺主要包括预淀积和高温推阱两个步骤。本文采用在高温推阱之后施加一步保温过程的工艺方案，在p型多晶硅片上制备了低表面浓度磷掺杂的高方阻发射极，研究了不同保温温度对P-N结发射极的方阻和磷原子掺杂分布的影响。结果表明，当完成高温推阱后，在650~750 ℃温度范围内施加保温工艺所得P-N结的方阻值反向升高，同时二次离子质谱(SIMS)测试结果表明，硅片表层区域的磷原子掺杂浓度相应降低。与常规扩散工艺相比，采用在700 ℃下保温15 min时所得P-N结的方阻升高约3.2 Ω/□，所得相应太阳能电池光电转换效率Eff达到18.69%，比产线工艺提高约0.23%。
太阳能电池 P-N结 磷掺杂 扩散 掺杂浓度 光电转换 转换效率 solar cell P-N junction phosphorus doping diffusion doping concentration photoelectric conversion conversion efficiency
1 昆明物理研究所, 云南昆明 650223
2 大连理工大学物理学院, 辽宁大连 116024
本文通过 k.p方法研究了传统 InAs/GaSb超晶格和 M结构超晶格的能带结构。首先, 计算了不同周期厚度的 InAs/GaSb超晶格的能带结构, 得到用于长波超晶格探测器吸收层的周期结构。然后, 计算了用于超晶格长波探测器结构的 M结构超晶格的能带结构, 并给出长波 InAs/GaSb超晶格与 M结构超晶格之间的带阶。最后, 基于能带结构, 计算出长波超晶格与 M结构超晶格的态密度, 进而得出的载流子浓度(掺杂浓度)与费米能级的关系。这些材料参数可以为超晶格探测器结构设计提供基础。
k.p方法 InAs/GaSb超晶格 M结构超晶格 能带结构 掺杂浓度 k.p method, InAs/GaSb superlattice, M structure su
光子学报
2020, 49(10): 1025001
1 国家电投集团西安太阳能电力有限公司，西安 710100
2 西安理工大学电子工程系，西安 710048
为了研究载流子选择性接触结构在N型晶硅电池钝化特性，本文设计了专门的材料结构。分析对比了不同掺杂浓度分布的材料结构在退火后、沉积SiNx∶H薄膜后及烧结后隐开路电压值的变化，并对其钝化机理进行了分析。研究结果表明隐开路电压值对掺杂浓度分布非常敏感。随着掺杂浓度分布进入硅基体的“穿透”深度增加，相对应地退火后、SiNx∶H薄膜沉积后及烧结后隐开路电压值均呈现先增加后减小的趋势，且样片沉积SiNx∶H薄膜后隐开路电压的增加幅度也逐渐减小，而样片烧结后隐开路电压值又出现不同幅度的下降，且隐开路电压值的下降幅度逐渐减小。通过适当的掺杂工艺，可以使得烧结后的隐开路电压均值达到738 mV。
晶硅电池 N型 载流子选择接触 氢钝化 掺杂浓度分布 crystalline silicon cell N-type carrier selective contact hydrogen passivation doping concentration distribution
1 河南工业职业技术学院机电自动化学院，南阳 473000
2 西北大学，西安 710069
为了提高GaSb热光伏电池的转换效率，在电池结构中引入p+-GaSb窗口层，研究了生长基底、衬底温度和反应物源温度对p+-GaSb薄膜性能的影响，并优化了电池结构中p+-GaSb窗口层的厚度和掺杂浓度。实验结果表明，生长基底和温度等制备参数影响着p+-GaSb薄膜的结构特性和电学特性，而且，较薄的高掺杂p+-GaSb层有利于提高电池性能。通过测试和仿真，热光伏电池的转换效率达到9.49%(AM1.5测试)和20.34%(AFORS-HET仿真)。
生长基底 衬底温度 厚度 掺杂浓度 AM1.5测试 AFORS-HET仿真 growth base substrate temperature thickness doping concentration AM1.5 measurement AFORS-HET simulation
