為何硅光集成探測器的失效界面在P型界面

在2020合集第154頁，有IMEC對鍺硅電吸收調(diào)制器，鍺硅探測器的一個可靠性分析，給出的內(nèi)部溫度分布和失效界面。

這里有個疑問，“鍺和硅的界面，為什么只是在右側(cè)溫度高導致失效，而不是全部的鍺硅界面？”

額~~~，這個疑問在我看起來好像不需要解釋，像人每天都要呼吸空氣一樣，P型半導體的電阻大，所以更熱。

既然聊到這里，今天略寫幾句。

在硅波導（藍色）上，放置鍺單晶層，如下所示的紫色區(qū)域。有縱向PIN，也有橫向PIN，（因為分類較多，可參考行業(yè)報告-用于光模塊的硅光集成芯片技術(shù)與市場中的相關(guān)章節(jié)）。

合集中154頁，IMEC是橫向PIN結(jié)構(gòu)，無鍺接觸，我用這個來解釋

首先硅刻蝕相應的形狀，且后期做雜質(zhì)摻入，形成P型半導體和N型半導體，

P型半導體中，原子共價鍵不滿，形成了部分“空穴”

N型半導體，則是有多余的自由電子。

當鍺吸收了光的能量，價電子被光從原子核外層擊落，形成自由電子，原子核留下了“空穴”，這些載流子們在外加電場的作用下，被收集形成電流。

無論是P型半導體，還是N型半導體，電流的形成都是由“電子”移動形成的。

N型半導體中的電子流動，是直接形成的流動。

而空穴實際上是不動的，它就是“缺”外層價電子的一個“空洞”而已，空穴的移動是等效移動，本質(zhì)依然是自由電子在電場的作用下移動，宏觀上好像“空穴”在反向移動。

N型半導體，是自由電子直接移動

P型半導體，是空穴間接移動，所以遷移率不如N型半導體那么好。

同樣的摻雜濃度，P型半導體電阻比N型半導體更大。串聯(lián)電阻產(chǎn)生的熱量與電流與串聯(lián)電阻有關(guān)，電流一樣，電阻有差異，串聯(lián)電阻產(chǎn)生的熱量就有了分布不均勻的現(xiàn)象。

在P型半導體的電流路徑中，也就是右側(cè)，電流在鍺和硅的界面，二者晶格不適配，出現(xiàn)暗點/暗線，這個界面在內(nèi)熱的狀態(tài)下，更容易裂開，接觸電阻更大，熱量更集中，熱熔融就極易發(fā)生在這里。

審核編輯 ：李倩