本論文では、低Al組成のp型勾配Al<x>Ga<1-x>N層と高/低Al組成のAlGaN倍増層を有する裏面入射型p-i-n-i-n吸収倍増領域分離特殊AlGaN日盲紫外雪崩光電二極管（Avalanche Photodiode、APD）を設計し、APDの日盲応答を改善するためにAlN/Al<0.64>Ga<0.36>N分布型ブラッグ反射鏡を挿入した。実験条件下で特殊設計したAlGaN APDを成長させるために、Atlas-Silvacoシミュレーションソフトウェアで当該デバイス構造をシミュレーションし、従来構造のAPDと比較した。研究の結果、特殊設計したAPDは従来のAPDに比べて優れた光電特性を示した。設計したAPDはより高い正孔衝突イオン化係数および外加電場と同方向の高分極電場を同時に発生させるため、従来のAPDに比べて雪崩増倍率は6.11×10⁴で10倍向上し、雪崩破壊電圧も著しく低下した。設計したAPDの良好な光電特性は、AlGaN基APDの成長に堅固な理論的基盤を提供する。

光電デバイス;雪崩光電二極管;AlGaN;分極電場;分布型ブラッグ反射鏡