硅制表面探测器和 LGAD 的两光子吸收——瞬态电流技术测量 TCAD 仿真

器件仿真在补充实验器件表征方发挥着关键作用，使我们能够更深入地理解内部物理过程。然而，对于仿真结果而言，实验验证是必不可少的，以确认所得结论的准确性。在半导体探测器表征框架下，一种强大的工具是两光子吸收-瞬态电流技术（TPA-TCT），它允许对半导体探测器进行高度精确的三维空间分辨表征。在本工作中，使用 TCAD 框架 Synopsys Sentaurus 对 p 型贴片探测器（PIN）和低增益雪化石探测器（LGAD）进行深度分辨 TPA-TCT 数据仿真。将仿真数据与实验测量的 TPA-TCT 结果进行比较，证明 TCAD 仿真能够再现 TPA-TCT 测量结果，为理解 TPA-TCT 本身提供了宝贵的见解。本研究的另一个重要结果是成功仿真了增益减缓机制，这一效应可在 LGAD 中 excess 载流子密度增加时观察到。该效应在约286微米厚度的 p 型 LGAD 上得到证实。结果确认了 TCAD 建模器件增益中载流子动力学复杂相互作用的能力。