Vyöryfotodiodien karakterisointi fotoluminesenssikuvantamisen avulla

Työ on kirjallisuustutkimus siitä, miten fotoluminesenssikuvantamista (PL-kuvantamista) voidaan käyttää vyöryfotodiodien (APD) karakterisoinnissa ja erityisesti laadunvalvonnassa ennen hitaita sähköisiä testejä. Tässä kandidaatintyössä käydään läpi puolijohdefysiikan perusta energiavyö rakenteista, seostuksesta, suorasta- ja epäsuorasta kaistaväli, varauksenkuljettajan generaatiosta ja rekombinaatiosta, PN-liitoksesta ja vyöryläpilyönnistä. Kandidaatintyö esittelee PL-kuvantamisen periaatteen ja spektrisen tulkinnan: mitä emissiotyyppejä spektristä etsitään (vyöltä vyölle, defektit, kenttävaikutteiset komponentit) ja mitä ne kertovat materiaalista ja prosessista. Työ käsittelee menetelmän rajoitteet, painottaen piipohjaisten rakenteiden ongelmaa: heikko radiatiivinen rekombinaatio, ei-radiatiivisten prosessien (SRH/Auger) signaalia vaimentava ja tulkintaa sekoittava vaikutus sekä se, ettei syvällä syntyvä emissio välttämättä pääse pinnalle. Johtopäätös on, että PL-kuvantaminen on perusteltu, kontaktiton ja ei-tuhoava esivalidointimenetelmä APD-rakenteille: sen avulla voidaan paikantaa ja luokitella poikkeamia (defektikeskittymät, dopanttivariaatiot, jännityskeskittymät) ja lisäksi tunnistaa ennenaikaisia vyörylaukaisupisteitä hyödyntämällä vyöryprosessiin liittyvää heikkoa luminesenssia (piissä tyypillisesti vaatii herkän NIR-detektorin).