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。

不同结构及新型材料在硅基光电探测器上的应用展望

硅基光电探测器是硅光子集成电路中的核心器件,在导弹制导系统中起着高效探测目标并精确跟踪目标的关键作用。本文综述了国内外关于硅基光电探测器的研究进展和应用前景,并探讨了不同结构和材料对探测器性能的影响。通过回顾相关文献并分析研究成果,重点关注了PIN结构、肖特基结构、GeSn材料和二维材料在硅基光电探测器中的应用情况。随着研究的深入,硅基光电探测器的响应速度和灵敏度得到了显著提高,并且实现了对从紫外波段到红外波段宽范围内的探测需求,旨在提高硅基光电探测器的响应度、缩短响应时间和降低暗电流的同时,探索新的结构和材料,以进一步拓展硅基光电探测器在红外成像和光通信系统等领域的应用范围。

硅基光电探测器空间辐射效应研究进展

硅基光电子技术结合了高集成度的大规模集成电路制造技术与光电子芯片的大带宽、高速率等优势,推动硅基光电器件在高能物理实验、医学影像和高能粒子碰撞器等领域的广泛应用。然而,应用于空间环境和医疗探测器的光电探测器在运行周期中预计会受到~10^(12)particles/cm^(2)的累积注量,而应用于大型粒子对撞机的新型探测器则要经受~10^(14)particles/cm^(2)的辐射注量。本文详细阐述了硅基光电探测器的空间辐射效应研究现状,主要包括不同粒子辐照后硅基光电二极管、雪崩光电二极管、单光子探测器以及光电倍增管等主流光电探测器的辐射效应研究进展。研究结果表明,探测器抗电离总剂量性能较好,位移损伤是导致其关键性能参数退化的主要原因,由于工作原理差异,各类器件在辐射环境中表现出不同退化行为和作用机理。

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。

硅基光电探测器前置放大电路的输入级CMOS实现

介绍前置电路对光电探测器性能的影响和给出一种适用于硅基光电探测器前置放大电路的输入级ＣＭＯＳ实现。

硅基异质结光电探测器用材料的应用研究进展

综述当前ＧｅＳｉ／Ｓｉ、ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ、ＨｇＣｄＴｅ、ＰｔＳｉ 和ＧａＮ 光电探测器用材料的工作原理、特点、研究现状及发展趋势。以新型薄膜外延技术—分子束外延（ＭＢＥ） 制备的ＧｅＳｉ／Ｓｉ 等人工超晶格材料倍受关注，硅基异质结量子阱材料成为新一代光电探测材料的发展方向。

面向硅基光电子混合集成的二维材料探测器

二维材料因其独特的结构和优异的电子和光电性能,为硅基光电子集成器件提供了新的发展机遇。近年来,面向硅基光电子混合集成的二维材料探测器已被广泛研究。本文梳理了构建光电探测器的几种二维材料基本特性及其探测机制,回顾了基于二维材料的硅光子集成光电探测器研究进展,总结了其器件结构和主要性能指标。最后,讨论了进一步提升硅光子集成二维材料光电探测器性能的策略,包括大规模二维材料集成器件的制备、器件结构与金属接触界面的优化以及新兴二维材料光电探测器的探索,以期推动二维材料在硅基光电子混合集成探测器领域的商业化应用。

1064nm连续激光辐照对硅基PIN探测器光生载流子影响的实验研究

研究了连续激光对硅基PIN探测器中光生载流子的影响机理,建立1064 nm连续激光辐照硅基PIN探测器光生载流子的理论模型,搭建在线输出电流精确采集系统,研究了硅基PIN探测器在不同偏置电压、不同激光功率、不同作用时间条件下,其输出电流的变化规律。结果表明:硅基PIN探测器在外置偏压作用下,输出电流分为三个阶段:光生电流阶段、过渡阶段和恢复阶段。在光生电流阶段,输出电流随着外置偏压的增大而增大。在过渡阶段,输出电流随电压的增大而增大。随着激光注入量的停止,硅基PIN探测器进入恢复阶段及散热阶段,硅基PIN探测器特性开始缓慢恢复。

一种高性能硅基锗单行载流子光电探测器设计

光电探测器作为光通信系统的核心器件之一,其性能对通信质量起着决定性的作用。随着光通信数据量的剧增,传统的光电探测器已经不能满足需求。文章提出一种集成氮化硅波导的高性能硅基锗单行载流子光电探测器。借助Lumerical FDTD和DEVICE软件进行建模仿真,通过对波导结构以及探测器尺寸进行设计,最终该结构在1 550 nm波长和-1 V偏压下,响应度高达0.97 A/W,光电流线性输出>30 mA,3 dB带宽高达28 GHz。

与CMOS兼容的硅基波导型光电探测器的研究

硅基波导型光电探测器作为一类重要的光电探测器,由于其能与标准的CMOS工艺兼容以及制备工艺简单等性能,因而在光电子单片集成方面具备广阔的市场应用前景。文章着重阐述了通过离子注入引入深能级、Ge/Si自组装岛、SOI波导共振腔增强和AlGaInAs-Si混合集成等四种方式来制备硅基光电探测器的研究现状和研究进展,并对四类器件的结构,制作工艺和光电性能指标进行了详细地介绍。

光通信用的硅基长波长光电探测器

硅基长波长光电探测器是最有希望与微电子集成的一种用于光通信的光电器件。介绍了当前硅基长波长光电探测器的发展现状和趋势，讨论了提高硅基长波长光电探测器性能的途径。

用于共振腔光电探测器的Si基Bragg反射器

Si基共振腔型光电探测器的关键工艺是隐埋 Bragg反射器镜面的制备 .用 PECVD方法在 Si衬底上制备了 Si Ox Ny/Si Bragg反射器 ,研究了 Bragg反射器的反射谱和退火行为 .

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。

硅基光电子工艺中集成锗探测器的工艺挑战与解决方法

锗探测器是硅基光电子芯片中实现光电信号转化的核心器件。在硅基光电子芯片工艺中实现异质单片集成高性能锗探测器工艺,是光模块等硅基光电子产品实现小体积、低成本和易制造的优先选择。本文讨论了硅基光电子芯片集成锗探测器在实际工艺中遇到的挑战和解决思路。硅基光电子芯片集成锗探测器主要挑战在于热预算兼容、金属污染防控及工艺结构的匹配三个方面。

硅基微纳光波导集成型滤波器与光电探测器的应用分析

随着科学技术综合水平的不断提高,通信技术和信息已经越来越多的深入到人们生活的各个方面,并且深远的影响着社会经济的发展。就光通信技术这一点来说,人们不仅仅是希望它作用于长距离通信应用,而希望它延伸至中、短距离的通信以及互连领域。基于此,光通信中的集成光电子器件也就受到了各方面的广泛关注。如何降低其成本并提高其工作效率也成为了我们研究的重心,基于此本文将对与其关系甚密的硅基微纳光波导集成型滤波器和光电探测器做一个系统的概述。

近红外波段光电探测器的研究进展

硅基、石墨烯、碲化合物、过渡金属二卤代化合物和钙钛矿等新型材料具有独特的结构和性质,是制备低功耗、高性能光电探测器的重要材料。作者主要综述了基于PN、PiN异质结结构的硅基近红外光电探测器的研究进展,以及基于二维材料,如石墨烯、碲化合物、过渡金属二卤代化合物和钙钛矿材料的近红外光电探测器的最新研究进展,并对相关的近红外光电探测器的性能参数进行了对比分析,可为后续研究高性能近红外光电探测器提供思路和参考。

用于Si基RCE光电探测器SOR衬底的研制

随着波分复用技术的发展，共振腔增强（RCE）探测器由于具有波长选择特性和高和量子效率得到重视和发展。本文报道了采用智能剥离和溶胶－凝胶方法研制出一种可用于Si基RCE光电探测器SOR衬底。得到表面是单晶Si膜且具有高反向率的Si基片。设计和模拟了基于该衬底的SiGeRCE光电探测器，结果表明该结构可以大幅度提高Si基探测器的量子效率。

英特尔公司在硅基雪崩光电探测器件研究中取得重要进展

英特尔公司12月8日宣布在硅基雪崩光电探测器（Silicon-based Avalanche Photodetector）研究方面实现了创纪录的商陛能，这款雪崩光电探测器使用硅和CMOS工艺实现了有史以来最高的340GHz“增益-带宽积”。

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。