具体测试对象:
雪崩光电二极管(APD)、单光子雪崩二极管(SPAD)
硅光电倍增管(SiPM)、金属-半导体-金属(MSM)光电探测器
异质结光电晶体管(HPT)、阻挡杂质带(BIB)探测器等
原理:在单色仪扫描光谱响应测试基础上,将施加于待测探测器两端的直流偏置电压作为第二维度变量,在不同偏压条件下逐一执行完整波段的光谱响应扫描,记录器件光电流或响应度随波长与偏压变化的二维矩阵数据,以表征器件光电转换特性对电场强度的依赖关系。
作用:测定探测器的响应度-波长-偏压三维关系曲面。可提取雪崩击穿电压阈值、倍增因子随偏压的增益光谱演变特性;评估载流子收集效率及耗尽层宽度对长波响应的影响;判别不同偏压区域内的线性工作范围与空间电荷效应;为APD最佳增益工作点选取、SPAD盖革模式偏置窗口设定及器件击穿均匀性评价提供定量判据。
待测器件须具备明确的偏压工作范围,且在该范围内暗电流随偏压变化曲线已预先测定,避免测量中因未知软击穿或过早雪崩导致器件损伤。器件的欧姆接触电极须能承受测试所需的最高反向偏压而无显著漏电流爬升。光敏面在最高工作偏压下不出现边缘提前击穿现象。封装型器件若含保护环结构,保护环须可独立偏置或与主结电势关系明确。
3.1增益均匀性引入的测量偏差。
APD在接近击穿电压时,光敏面内局部微区因掺杂非均匀性提前进入高增益状态,单色光斑照射不同位置时响应度差异显著,导致测量重复性下降。
3.2器件自热效应。
在偏压与光生电流同时较大时,器件结区焦耳热效应致使局部温度升高,禁带宽度窄化,表现为长波响应度测量值随测量时长漂移。

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