异面结构GaAs光导开关耐压特性研究

光导开关用于产生高功率脉冲,提高光导开关的耐压能力可有效提高器件的输出功率。用SILVACO软件对共面和异面电极结构的GaAs光导开关进行了仿真分析,比较了两者的击穿电压,指出异面开关耐压性能优于共面开关。对设计制作的3mm间隙宽度的GaAs光导开关进行了耐压特性试验,并结合模拟结果进行分析。模拟结果和试验结果表明:和共面电极结构相比,异面结构的光导开关具有更高的耐压能力,击穿电场可达7.67 kV/mm。

GaAs光导开关暗态击穿原因分析

光导开关（PCSS）在暗态耐压测试中耐压值低于理论值。根据GaAs材料特性，分析了暗态下光导开关的击穿机理。指出碰撞电离与电流控制负微分迁移率交应是导致开关击穿的直接原因。使用Silvaco半导体仿真软件对模型进行了模拟计算，结果表明温度显著影响电场、载流子浓度分布，引起碰撞电离等将就加剧，造成器件耐压值偏低。仿真结果与实验值基本相近，室温下耐压水平为33-40kV/cm。光导开关击穿特性与温度密切相关，改善光导开关散热条件可提高开关耐压水平。