基于黑硅微结构的全硅PIN光电探测器

本文报道了一种基于黑硅微结构的全硅PIN光电探测器。该器件结合了黑硅结构宽光谱高吸收的特性,以及PIN光电探测器高量子效率高响应速度的特点,通过在传统硅PIN光电探测器结构的基础上增加黑硅微结构层,在不影响响应速度的条件下,提高了探测器在近红外波段响应特性。并且针对纵向结构垂直入射PIN光电探测器时量子效率与响应速度相矛盾的问题,提出了解决方案。测试结果表明,该器件的量子效率可达80%,峰值波长为940 nm,光响应度达到0.55 A/W,暗电流降至700 pA,响应时间为200 ns。

硅基PIN光电探测器结构参数对其性能的影响

对硅基PIN光电探测器器件模型进行了理论分析,讨论了硅基PIN光电探测器的I-V特性与器件的i层厚度和整体宽度的变化关系,并进行了仿真分析。实验结果表明,随着i层厚度从5μm增加到70μm,器件的正向电流逐步减小,且i层厚度与其正向电流成反比;随着器件宽度从50μm增加到90μm,器件的正向电流逐步增大,且器件宽度与其正向电流成正比;引入保护环结构可以明显降低器件的暗电流。对PIN器件的结构参数进行了优化设计,结果表明在所设置的器件工艺条件下,当器件的i层厚度为50μm、整体宽度为70μm时,器件的性能最佳。

硅光电探测器的发展与应用

半导体光电探测器由于体积小、灵敏度高、响应速度快、易于集成,是最理想的光电探测器,典型的包括PIN光电二极管、雪崩二极管以及硅光电倍增管。论述了它们的工作原理,以及在光纤通信、传感系统、高能物理、核医学等领域的广泛应用。

高性能波导集成型锗pin光电探测器的制备

采用CMOS兼容工艺,在绝缘体上硅（SOI）晶圆片上制备了高性能波导集成型锗pin光电探测器。该光电探测器锗区长度为15μm,宽度分别为1,2,3,4和5μm。光波导与探测器间的光耦合为倏逝波耦合。为了进一步提高探测器的性能,在结构设计上采用了聚焦耦合光栅及楔形耦合增强结构,在材料生长方面采用了选择性外延生长法,以提高锗的质量。通过暗电流、响应度、带宽及眼图测试对光电探测器性能进行了表征。测试结果表明在-2 V的反向偏压下,尺寸为15μm×4μm的光电探测器暗电流低至169 nA,其在波长1 530 nm处的最高响应度为0.43 A/W,3 dB带宽高达48 GHz并获得40 Gbit/s的清晰眼图。

用于光纤通信的硅光电探测器的研制

根据光纤入户(FTTH)的应用特点,选用外延层厚度和电阻率各不相同的三种硅外延片,研制了用于FTTH的P IN硅光电探测器,并与硅单晶材料的PN结光电二极管进行了全程比对。测量结果表明,P IN探测器的暗电流可达1-0 11A量级,响应时间为2 ns。分析了Ⅰ层厚度和电阻率对探测器件暗电流、结电容和响应时间的影响及引起特性差别的原因,为设计能满足光纤通信要求的光电探测器提供了依据。

Ge_xSi_(1-x)/Si 超晶格 PIN 波导探测器电输运过程分析

文章定性和定量地分析了ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ超晶格ＰＩＮ波导探测器的电输运过程，具体说明了量子效率、光电流、频率响应带宽等重要参数的物理意义．并将理论分析与实验结果进行比较，结果表明，两者符合得较好．

一款低成本硅PIN光电二极管偏置电路的设计及应用

硅PIN光电二极管在微弱光信号检测领域的应用越来越广泛,但其效果会受到偏置电压等因素的影响,稳定性高、纹波系数小的偏置电压对准确获得被测信号来说是必不可少的。设计一款基于TPS61040电压转换芯片的硅PIN光电二极管偏置电路,并将其用于NaI(Tl)晶体的微弱光信号检测,取得了良好的效果。

基于热效应的长脉冲激光对硅基PIN恢复时间影响的研究

研究了长脉冲激光对硅基PIN光电探测器输出信号的恢复时间影响机制,基于热效应,建立了长脉冲激光对硅基PIN光电探测器恢复时间的模型。实验测量了不同偏压、脉宽和能量密度下硅基PIN探测器的恢复时间,得到了恢复时间的变化规律。结果表明:偏置电压对恢复时间几乎没有影响,而脉宽和能量密度对其影响较大。这主要是因为脉宽和能量密度引起的温度变化比较显著,而温度影响非平衡载流子寿命,从而导致其恢复时间的变化。

SOI基栅控横向PIN蓝紫光探测器的工艺实现与特性研究

利用SILVACO软件的两个组件ATHENA和ATLAS对SOI基栅控横向PIN蓝紫光探测器进行工艺实现和特性研究。利用ATHENA模块完成各工艺步骤以及退火工艺,最终实现整个器件。利用ATLAS模块对ATHENA得到的器件结构进行光、暗电流模拟仿真。并与软件建模仿真结果进行对比研究,验证工艺实现的有效性。