CdZnTe 晶體中深能級(jí)缺陷對(duì)空間電荷分布特性的影響*

郭榕榕 林金海 劉莉莉 李世韋 王塵 林海軍

(廈門理工學(xué)院光電與通信工程學(xué)院， 福建省光電技術(shù)與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 廈門 361024)

CdZnTe 晶體內(nèi)的空間電荷積累效應(yīng)是影響高通量脈沖型探測(cè)器性能的關(guān)鍵因素.為了探索CdZnTe 晶體中深能級(jí)缺陷對(duì)空間電荷分布及器件性能的影響規(guī)律， 本文采用Silvaco TCAD 軟件仿真了CdZnTe 晶體內(nèi)包含位置為Ev + 0.86 eV， 濃度為1 × 1012 cm—3 的深施主能級(jí)缺陷 時(shí)， 其空間電荷分布及內(nèi)電場(chǎng)分布特性. 仿真結(jié)果表明， 隨著外加偏壓的增加， Au/CdZnTe/Au 的能帶傾斜加劇， 使得晶體內(nèi)深能級(jí)電離度不斷增加， 空間電荷濃度增加， 電場(chǎng)分布死區(qū)減小， 從而有利于載流子收集. 此外， 保證CdZnTe 晶體高阻的前提下， 降低深能級(jí)缺陷(Ev + 0.86 eV)濃度可使內(nèi)電場(chǎng)死區(qū)減小. 深能級(jí)缺陷位置為Ev + 0.8 eV， 亦可以減少陰極附近的空間電荷濃度， 使得電場(chǎng)分布更加平坦， 死區(qū)減小， 從而有效地提升載流子的收集效率.

1 引 言

CdZnTe 晶體是近年發(fā)展起來(lái)的一種最具商業(yè)潛力的室溫核輻射探測(cè)材料， 被廣泛應(yīng)用于制作高能物理、醫(yī)學(xué)成像、工業(yè)探傷和核安全防護(hù)等領(lǐng)域的探測(cè)器和譜儀[1-3]. 對(duì)于核醫(yī)學(xué)應(yīng)用的成像器件來(lái)說(shuō)， 除了考慮缺陷對(duì)成像器件均勻性的影響外， 還面臨著一個(gè)更大的挑戰(zhàn)， 即在大計(jì)數(shù)率成像器件應(yīng)用時(shí)， 要求探測(cè)器在200—2000 MHz/mm2脈沖X-ray 的照射下具有優(yōu)異的響應(yīng)性能[4]. CdZnTe探測(cè)器由于高的截止能量、室溫工作特性以及在較低的輻射劑量下就可以具有較高的檢測(cè)精度， 表現(xiàn)出更大的潛能[5]. 美國(guó)的通用(GE)、荷蘭的飛利浦(Philips)以及德國(guó)的西門子(Siemens)等國(guó)際著名的醫(yī)療器件廠商公司都已經(jīng)開始設(shè)計(jì)與研制基于CdZnTe 探測(cè)器的CT， PET 和SPECT等核醫(yī)學(xué)成像的設(shè)備[6，7].

然而， 生長(zhǎng)態(tài)CdZnTe 晶體中不可避免地存在大量的雜質(zhì)和缺陷， 諸如Cd 空位、Te 反位原子、Te 間隙原子以及它們和雜質(zhì)原子形成的缺陷復(fù)合體等[8-10]. 這些結(jié)構(gòu)缺陷容易形成載流子的陷阱， 在探測(cè)器工作時(shí)容易造成空間電荷積累， 引起電場(chǎng)畸變進(jìn)而產(chǎn)生極化效應(yīng). 嚴(yán)重的極化效應(yīng)甚至?xí)固綔y(cè)器徹底失效[11，12]. 近年來(lái)的研究集中于觀測(cè)CdZnTe 晶體內(nèi)電場(chǎng)分布特性以及測(cè)試大劑量照射下器件性能響應(yīng). Cola 和Farella[13]對(duì)CdTe晶體內(nèi)部電場(chǎng)的研究表明， 空間電荷的積累會(huì)嚴(yán)重影響了電場(chǎng)分布， 進(jìn)而降低了電荷收集效率. Li 等[14]研究了CdZnTe 探測(cè)器在大劑量X 射線照射下光電流特性對(duì)探測(cè)器性能的影響. Bale 等[15]、Camarda 等[16]和Musiienko 等[17]研究表明， 大劑量照射下積累的空間電荷會(huì)使探測(cè)器發(fā)生災(zāi)難性的故障.對(duì)X 射線成像系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， 空間電荷積累所引起電場(chǎng)的畸變是CdZnTe 探測(cè)器面臨的一大挑戰(zhàn)[18，19].然而， 目前對(duì)于深能級(jí)缺陷如何影響空間電荷分布的微觀機(jī)制討論較少. 如何在引入深能級(jí)缺陷使晶體實(shí)現(xiàn)高阻的同時(shí)， 盡可能避免深能級(jí)缺陷帶來(lái)的不利影響， 是值得探索的一個(gè)問題. 因此， 系統(tǒng)掌握深能級(jí)缺陷對(duì)空間電荷分布特性的影響規(guī)律對(duì)提高器件的性能有著重要的意義. Silvaco TCAD仿真軟件可以得到半導(dǎo)體內(nèi)部電學(xué)性能等相關(guān)信息， 在半導(dǎo)體性質(zhì)與器件性能仿真方面有突出優(yōu)勢(shì)[20-22]. 由于晶體生長(zhǎng)的復(fù)雜性且周期性長(zhǎng)， 為了節(jié)約人力成本， 避免不必要的浪費(fèi)， 本文采用Silvaco TCAD 軟件對(duì)CdZnTe 晶體空間電荷分布等性質(zhì)進(jìn)行仿真， 探究深能級(jí)缺陷對(duì)空間電荷的分布以及內(nèi)電場(chǎng)分布特性的影響規(guī)律， 從而揭示了深能級(jí)缺陷對(duì)器件性能的影響. 仿真結(jié)果將對(duì)CdZnTe 晶體生長(zhǎng)及成像器件的制備提供一定的理論指導(dǎo).

2 Silvaco TCAD 模擬基本方法描述與模型建立

Silvaco TCAD 是以物理為基礎(chǔ)對(duì)半導(dǎo)體特性進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)， 包含二維工藝仿真器Athena、二維器件仿真器件Atlas、器件編輯器Devedit 和三維仿真器Victory. Atlas 模擬是根據(jù)用戶設(shè)定的物理參數(shù)來(lái)生成器件， 仿真半導(dǎo)體器件的電學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)特性等[23]. 本文采用Silvaco TCAD 對(duì)Au/CdZnTe/Au 結(jié)構(gòu)的探測(cè)器進(jìn)行(two-dimensional， 2D)數(shù)值模擬， 研究CdZnTe晶體中深能級(jí)缺陷對(duì)空間電荷分布特性的影響規(guī)律. 仿真所用Au/CdZnTe/Au 器件的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1(a)所示. 其中， CdZnTe 晶體為N 型半導(dǎo)體， 電子親和能為4.3 eV. Au 的功函數(shù)為5.1 eV，具體的參數(shù)如表1 所示. 本次模擬仿真采用三能級(jí)補(bǔ)償模型[24]， 考慮晶體內(nèi)部存在淺施主， 淺受主以及深施主能級(jí)， 如圖1(b)所示. 同時(shí)定義， 淺施主能級(jí)的濃度為1.1 × 1012cm—3， 淺受主能級(jí)的濃度為1.2 × 1012cm—3， 淺施主與淺受主能級(jí)在室溫下全電離. 普遍認(rèn)為摻In 的CdZnTe 晶體中， 深施主能級(jí)能級(jí)位置為Ev+ 0.86 eV[25]. 非平衡載流子在該能級(jí)上會(huì)被俘獲或者復(fù)合， 其電離后形成的空間電荷也會(huì)對(duì)電場(chǎng)分布特性產(chǎn)生一定影響， 從而影響著器件的性能. 為了研究不同深能級(jí)缺陷濃度對(duì)空間電荷分布特性的影響規(guī)律， 本文選用以下三種不同濃度的深能級(jí)信息作為仿真參數(shù)，具體如表2 所列.

圖1 (a) Au/CdZnTe/Au 器件結(jié)構(gòu)示意圖； (b) CdZnTe 晶體內(nèi)缺陷能級(jí)分布圖Fig. 1. (a) Schematic diagram of Au/CdZnTe/Au device structure； (b) distributions of defect energy levels in CdZnTe crystal.

表1 CdZnTe 晶體的基本參數(shù)Table 1. Basic parameters of CdZnTe crystals.

表2 深施主能級(jí)的基本信息Table 2. Basic information of deep donor energy levels.

3 仿真結(jié)果與討論

3.1 深能級(jí)缺陷對(duì)電阻率的影響

不同深能級(jí)缺陷下仿真的CdZnTe 晶體的電阻率結(jié)果如表3 所列. 與不存在深能級(jí)缺陷的晶體相比， 深能級(jí)缺陷的加入會(huì)增大晶體的電阻率. 其原因是深施主去補(bǔ)償多余的淺受主能級(jí)， 使載流子的濃度降低了， 費(fèi)米能級(jí)也更靠近禁帶中部位置，從而使得電阻率增大[25]. 而隨著深能級(jí)缺陷濃度不斷增加， 晶體的電阻率會(huì)隨著該深能級(jí)缺陷的濃度增大而減小. 當(dāng)深施主缺陷(Ev+ 0.86 eV)濃度為5 × 1011cm—3時(shí)， CdZnTe 晶體的電阻率達(dá)到1.50 × 1010Ω·cm， 滿足探測(cè)器級(jí)CdZnTe 晶體的電阻率要求.

表3 不同深能級(jí)缺陷濃度下CdZnTe 晶體的電阻率仿真結(jié)果Table 3. The resistivity of CdZnTe crystals at different deep energy level concentrations via simulation.

3.2 深能級(jí)缺陷對(duì)空間電荷分布特性及器件性能的影響

為了進(jìn)一步研究深施主能級(jí)對(duì)CdZnTe 晶體內(nèi)部空間電荷以及內(nèi)電場(chǎng)分布特性的影響規(guī)律， 本文選擇深施主缺陷能級(jí)位置為Ev+ 0.86 eV， 濃度為1 × 1012cm—3條件下進(jìn)行仿真， 其仿真結(jié)果如圖2 所示. CdZnTe 晶體內(nèi)部不同偏壓下載流子濃度分布規(guī)律， 如圖2(a)所示. 當(dāng)外加偏壓為0 V時(shí)， Au 與CdZnTe 界面處的載流子濃度低于體內(nèi)的載流子濃度. 結(jié)合熱平衡條件下Au/CdZnTe/Au 的能帶圖(如圖3(a)所示)可知， 當(dāng)金屬Au和n 型CdZnTe 晶體接觸時(shí)， 因?yàn)榻饘貯u 的功函數(shù)大于半導(dǎo)體CdZnTe 的功函數(shù)， 電子從半導(dǎo)體向金屬流動(dòng)， 金屬的一側(cè)聚集負(fù)電荷， 而半導(dǎo)體的一側(cè)聚集正電荷. 積累的正電荷從半導(dǎo)體表面向內(nèi)部延伸一定的厚度， 形成空間電荷區(qū). 亦即Au 與CdZnTe 接觸界面處存在一定的載流子耗盡區(qū)， 使得這部分電子的濃度低于CdZnTe 晶體體內(nèi)電子濃度. 與此同時(shí)， 空間電荷區(qū)的存在形成內(nèi)建電場(chǎng)，其電場(chǎng)的方向由半導(dǎo)體指向金屬， 因而造成一定的能帶彎曲. 隨著外加偏壓的增大， 晶體內(nèi)載流子的濃度呈現(xiàn)出不均勻分布趨勢(shì). 這與外加偏壓下Au/CdZnTe/Au 能帶傾斜有關(guān). 如圖3(b)所示，當(dāng)外加偏壓大于0 時(shí)， 由于外加電場(chǎng)的作用，Au/CdZnTe/Au 能帶發(fā)生由陰極向陽(yáng)極逐漸傾斜的趨勢(shì)， 從而使器件內(nèi)載流子的濃度呈現(xiàn)不均勻分布.

圖2 不同偏壓下的Au/CdZnTe/Au 器件仿真結(jié)果 (a) 載流子濃度分布； (b) 深施主的電離濃度分布； (c) 空間電荷濃度分布；(d) 內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度分布變化規(guī)律Fig. 2. Simulation results of Au/CdZnTe/Au device under different bias voltages： (a) Distribution of carrier concentration； (b) density of ionized deep donors； (c) distribution of space charge concentration； (d) distribution of internal electric field intensity.

載流子濃度的改變直接影響深能級(jí)的電離濃度[26]. 圖2(b)為不同偏壓下， 深能級(jí)電離濃度的分布圖. 晶體中深施主能級(jí)總濃度為1 × 1012cm—3.根據(jù)圖2(b)仿真結(jié)果顯示， 在熱平衡下晶體內(nèi)部已電離的深施主能級(jí)濃度約為1 × 1011cm—3， 即大概有10%的深施主能級(jí)發(fā)生了電離. 與此同時(shí)， 根據(jù)仿真結(jié)果可得， 熱平衡下晶體費(fèi)米能級(jí)位于Ev+0.9 eV， 深施主能級(jí)的位置為Ev+ 0.86 eV. 因此，熱平衡下， 費(fèi)米能級(jí)處于深能級(jí)上方， 深施主能級(jí)發(fā)生了部分電離. 未電離的深施主能級(jí)被電子所占據(jù)著， 呈現(xiàn)中性態(tài). 其能帶示意圖如圖3(a)所示.由圖2(b)可知， 晶體內(nèi)陽(yáng)極附近的區(qū)域， 同一個(gè)位置的深施主電離濃度隨著外加偏壓的增大而減小，而其余的區(qū)域， 同一個(gè)位置的深施主電離濃度則隨著外加偏壓的增大而增大. 這可能與外加偏壓作用下Au/CdZnTe/Au 能帶傾斜有關(guān)， 其趨勢(shì)如圖3(b)所示. 在傾斜的能帶中， 深能級(jí)處于費(fèi)米能級(jí)上方， 意味著深能級(jí)被電子占據(jù)的概率下降， 則深能級(jí)缺陷傾向于發(fā)射電子， 即深能級(jí)發(fā)生電離.深施主能級(jí)電離后留下不可移動(dòng)的正電中心， 聚集產(chǎn)生空間電荷區(qū)， 如圖3(c)所示. 因此， 在外加偏壓作用下， 晶體內(nèi)空間電荷濃度分布也呈現(xiàn)陰極到陽(yáng)極逐漸減小趨勢(shì)， 且晶體中的空間電荷濃度隨著外加偏壓的增加而增大. 原因是晶體內(nèi)部的空間電荷主要是來(lái)源于深施主能級(jí)的電離后的正電中心.即外加偏壓增大， 使得能帶傾斜越厲害， 從而深施主電離的概率越大， 其空間電荷濃度也就越多. 由圖2(c)可知， 在熱平衡條件下空間電荷區(qū)約為50 μm.當(dāng)電壓為100 V， 幾乎整個(gè)探測(cè)器的體積都受到正空間電荷的影響. 與此同時(shí)， 隨著外加電壓的增大，能帶傾斜越厲害， 此時(shí)陽(yáng)極區(qū)域的勢(shì)壘不斷下降.因此， 陽(yáng)極區(qū)域的空間電荷濃度隨著外加電壓的增大而減小.

圖3 Au/CdZnTe/Au 器件內(nèi)能帶和內(nèi)部電場(chǎng)分布示意圖 (a) 熱平衡的Au/CdZnTe/Au 能帶結(jié)構(gòu)圖； (b) U ＞ 0 的Au/CdZnTe/Au 能帶結(jié)構(gòu)圖； (c) 內(nèi)部電場(chǎng)分布示意圖Fig. 3. Energy-band diagram and internal electric field distribution in Au/CdZnTe/Au device： (a) Au/CdZnTe/Au energy-band diagram in thermal equilibrium； (b) Au/CdZnTe/Au energy-band diagram under U ＞ 0； (c) schematic diagram of internal electric field distribution.

器件內(nèi)部空間電荷與電場(chǎng)關(guān)系滿足如下泊松方程式：

式中，φ為靜電勢(shì)，E為電場(chǎng)，εS為介電常數(shù)，為已電離的淺施主能級(jí)濃度，為已電離的淺受主能級(jí)濃度，為已電離的深施主能級(jí)濃度，n(p)為自由電子(空穴)的濃度. 由泊松方程可得器件內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度分布， 如圖2(d)所示. 當(dāng)外加偏壓大于0 時(shí)， 內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度分布由陰極向陽(yáng)極逐漸減小的趨勢(shì)， 深施主的電離率越大的區(qū)域， 其空間電荷濃度越大， 即內(nèi)部電場(chǎng)越大. 與此同時(shí)， 陰極區(qū)域空間電荷所形成的內(nèi)建電場(chǎng)與外加電場(chǎng)同向， 呈現(xiàn)三角形線性傾斜. 陽(yáng)極區(qū)域空間電荷產(chǎn)生的內(nèi)建電場(chǎng)與外加電場(chǎng)方向相反. 相互抵消后， 該區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度特別弱， 形成死區(qū). 死區(qū)對(duì)光生載流子的輸運(yùn)有較大的影響， 如圖3(c)所示. 在死區(qū)中， 擴(kuò)散是載流子唯一的驅(qū)動(dòng)力. 這就增加了載流子在到達(dá)電極兩端過(guò)程中被復(fù)合的概率， 從而使探測(cè)器的載流子收集效率降低.

綜上， 外加電壓時(shí)， Au/CdZnTe/Au 器件整體的能帶結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)由陰極向陽(yáng)極逐漸傾斜的趨勢(shì)， 且界面處能帶彎曲對(duì)載流子的收集存在一定的影響.隨著外加電壓逐漸增大， 陰極勢(shì)壘逐漸增大， 越有利于空穴從半導(dǎo)體進(jìn)入陰極， 即空穴在陰極很容易被收集； 與此同時(shí)， 陽(yáng)極勢(shì)壘不斷降低， 越有利于電子從半導(dǎo)體進(jìn)入陽(yáng)極， 即電子在陽(yáng)極很容易被收集. 隨著外加電壓的增大， 耗盡區(qū)的區(qū)域逐漸增大，死區(qū)的區(qū)域在不斷的減小， 越有利于探測(cè)器對(duì)載流子的收集.

3.3 深能級(jí)缺陷濃度對(duì)空間電荷分布特性的影響

晶體內(nèi)部深能級(jí)缺陷的存在會(huì)對(duì)內(nèi)電場(chǎng)分布產(chǎn)生較大影響. 為了進(jìn)一步了解不同濃度的深能級(jí)缺陷對(duì)空間電荷分布特性及器件性能的影響規(guī)律，仿真了位置為Ev+ 0.86 eV， 深施主能級(jí)缺陷濃度分 別 為5 × 1011， 1 × 1012和1 × 1013cm—3的CdZnTe 探測(cè)器在100 V 外加偏壓下， 其空間電荷分布及內(nèi)電場(chǎng)分布， 具體仿真結(jié)果如圖4 所示. 由圖4(a)可以看出， 100 V 偏壓下Au/CdZnTe/Au器件內(nèi)空間電荷分布呈現(xiàn)由陰極向陽(yáng)極逐漸減小的趨勢(shì)， 且在陽(yáng)極區(qū)域附近空間電荷濃度很小， 近乎為0. 在陰極附近區(qū)域， 空間電荷的濃度隨著深施主能級(jí)的濃度的增大而不斷增大. 由圖4(b)可知， 當(dāng)深施主能級(jí)濃度為1 × 1013cm—3時(shí)， 內(nèi)部電場(chǎng)變得陡峭. 在陰極區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度很大， 且死區(qū)的區(qū)域最大. 這樣的內(nèi)部電場(chǎng)分布， 使得大部分的光生載流子(電子)無(wú)法通過(guò)漂移被陽(yáng)極收集. 大量的電子在死區(qū)內(nèi)只能靠濃度梯度擴(kuò)散輸運(yùn)， 使得這部分載流子被晶體內(nèi)部的缺陷俘獲或者復(fù)合的概率急劇增大， 從而嚴(yán)重影響著探測(cè)器的載流子收集效率.

圖4 100 V 偏壓下Au/CdZnTe/Au 器件不同深施主濃度下的 (a) 空間電荷分布特性； (b) 內(nèi)部電場(chǎng)分布特性Fig. 4. Space charge distributions (a) and internal electric field distribution (b) of Au/CdZnTe/Au devices with different deep donor concentrations under bias of 100 V.

3.4 不同位置的深能級(jí)缺陷對(duì)空間電荷分布特性的影響

為了得到不同位置的深能級(jí)缺陷對(duì)空間電荷分布特性及器件性能的影響規(guī)律. 本節(jié)仿真了CdZnTe 晶體深施主能級(jí)缺陷濃度為1 × 1012cm—3，位置分別為Ev+ 0.80，Ev+ 0.82 和Ev+ 0.86 eV時(shí)， 且在100 V 外加偏壓下其內(nèi)部空間電荷分布及內(nèi)電場(chǎng)分布圖， 仿真結(jié)果如圖5 所示. 由仿真得到深施主能級(jí)位于Ev+ 0.80，Ev+ 0.82 和Ev+0.86 eV 時(shí)， 晶體的電阻率分別為6.85 × 1010， 3.19 ×1010和6.66 × 109Ω·cm， 都滿足探測(cè)器級(jí)CdZnTe晶體的電阻率要求. 由圖5(a)可知， 在100 V 的偏壓下， 陰極區(qū)域附近的空間電荷濃度隨著深施主能級(jí)位置的增大而增大， 而陽(yáng)極區(qū)域和陰極區(qū)域的相反. 原因是深施主能級(jí)位置越接近于導(dǎo)帶， 如上文所述在外加偏壓作用時(shí)， 能帶發(fā)生傾斜， 其深施主能級(jí)缺陷的電離濃度就越大. 且位置為EV+ 0.86 eV 的施主能級(jí)在陽(yáng)極附近的出現(xiàn)空間電荷近乎為0 的區(qū)域. 由圖5(b)可知， 當(dāng)深施主能級(jí)位置為EV+ 0.80 eV 時(shí)， 內(nèi)部電場(chǎng)較平坦， 在陰極區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度最小， 且無(wú)死區(qū)的區(qū)域. 亦即在100 V 的偏壓下， 器件完全工作在耗盡層內(nèi)， 則光生載流子就可以通過(guò)漂移的方式快速地到達(dá)兩端的電極， 從而大大減小在輸運(yùn)過(guò)程中被俘獲或者復(fù)合的概率，進(jìn)而提升了載流子的收集效率.

圖5 100 V 偏壓下Au/CdZnTe/Au 器件不同深施主位置下的 (a) 空間電荷分布特性； (b)內(nèi)部電場(chǎng)分布特性Fig. 5. Space charge distributions (a) and internal electric field distribution (b) of Au/CdZnTe/Au devices with different depths of deep donor under bias of 100 V.

4 結(jié) 論

本文采用半導(dǎo)體器件仿真軟件TCAD 系統(tǒng)分析了CdZnTe 晶體內(nèi)深能級(jí)缺陷濃度、位置以及外加偏壓對(duì)空間電荷分布特性及器件性能的影響. 仿真結(jié)果表明當(dāng)增大器件的外加偏壓時(shí)， Au/CdZnTe/Au 結(jié)構(gòu)整體的能帶結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)由陰極下陽(yáng)極逐漸傾斜的趨勢(shì). 晶體內(nèi)的空間電荷濃度隨著外加偏壓的增加而增大， 死區(qū)逐漸減小， 從而大大降低光生的載流子被俘獲或者復(fù)合的概率， 進(jìn)而有助于提高器件中載流子的收集效率. 在保證CdZnTe晶體電阻率高阻為前提下， 位于EV+ 0.86 eV 的深能級(jí)缺陷， 其濃度降低為5 × 1011cm—3時(shí)， 陰極附近區(qū)域的空間電荷濃度降低， 死區(qū)減小， 晶體內(nèi)部電場(chǎng)更加平坦， 進(jìn)而有助于提升載流子的收集效率. 與此同時(shí)， 當(dāng)深能級(jí)位置為EV+ 0.80 eV 時(shí)，內(nèi)部電場(chǎng)較平坦， 且無(wú)死區(qū)存在. 亦即在100 V 的偏壓下， 器件可完全工作在耗盡層內(nèi)， 則光生載流子就可以通過(guò)漂移的方式快速地到達(dá)兩端的電極，從而大大減小在輸運(yùn)過(guò)程中被俘獲或者復(fù)合的概率， 進(jìn)而提升載流子的收集效率.