锗近红外光电探测器制备工艺研究进展

Ge材料由于在近红外波段具有较大的吸收系数、高的载流子迁移率、以及与Si工艺相兼容等优势而被视为制备近红外光电探测器最理想的材料之一。针对Ge光电探测器制备过程中面临的挑战,文中综述了近年来笔者所在的课题组在Ge探测器材料、器件及工艺方面的研究进展。首先介绍了Si基Ge材料的制备工艺,利用低温缓冲层生长技术、Ge/Si键合技术、Ge浓缩技术等分别制备得到高晶体质量的Si基Ge材料。研究了Ge材料n型掺杂工艺,利用离子注入结合两步退火处理(低温预退火和激光退火)以及利用固态磷旋涂工艺等分别实现Ge材料n型高掺浅结制备。最后探究了金属/Ge接触势垒高度的调制方法,结合金属中间层和透明导电电极ITO制备得到性能良好的Ge肖特基光电探测器。

石墨烯MIS结宽光谱光电特性的研究

Ge基光电探测器具有独特的通信带宽响应特性和良好的CMOS工艺兼容性,在光电探测方面具有广阔的应用前景。但目前商用探测器的响应波段普遍局限在某一波段,难以满足多波段融合、小型化的探测需求。因此,通过在多层石墨烯和N型Ge之间引入薄的SiO_(2)界面层,制备了基于石墨烯金属-绝缘层-半导体(MIS)结的光电探测器,分析了SiO_(2)的厚度以及石墨烯层数对MIS结器件性能的影响,并测试了器件的光谱响应范围、电流-电压曲线、响应度、开关比等光电特性。结果表明,该器件在254~2200 nm波段内均有响应,在980 nm处的响应度和开关比达到峰值,分别为78.36 mA/W和1.74×10^(3),上升时间和下降时间分别为1 ms和3 ms。