单片集成硅光接收器中p-i-n硅光电探测器的进展 被引量：2

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作者 郭辉 郭维廉 +1 位作者 吴霞宛 陈迪平 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第10期52-57,共6页

介绍了单片集成硅光接收器的研究背景、硅光电探测器工作机理以及它对实现高性能单片集成硅光接收器的影响，回顾总结了近年来的研究进展，并报道了我们的研究结果，展望了今后的发展。

关键词 单片集成电路 p-i-n硅光电探测器 SOI 单片集成硅光接收器

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基于微转印方法实现Ⅲ-V-on-SOI异质集成光电探测器

2

作者 王兆璁 全志恒 +5 位作者 郑施冠卿 朱岩 叶楠 陆梁军 周林杰 宋英雄 《光通信研究》 北大核心 2025年第2期86-92,共7页

【目的】硅基光电子平台具有低成本制造、高集成密度和高传输速度的优势,但受限于硅材料的光电性能,单晶硅难以直接实现光纤通信O/C波段的高响应度探测。InP基InGaAs材料在光纤通信的O/C波段具有1.0×10 cm^(-2)的吸收系数,可制成... 【目的】硅基光电子平台具有低成本制造、高集成密度和高传输速度的优势,但受限于硅材料的光电性能,单晶硅难以直接实现光纤通信O/C波段的高响应度探测。InP基InGaAs材料在光纤通信的O/C波段具有1.0×10 cm^(-2)的吸收系数,可制成具有较高吸收效率的有源光探测器件。因此,通过异质集成的方式,将InGaAs/InP有源器件与硅基波导结合成为基于硅光子平台,是实现高效光电探测器的一个可行方向。大晶格失配及热膨胀系数的差异使得通过外延生长技术实现大规模集成变得非常困难,而键合集成技术中的微转印技术可以实现微米尺度量级的集成,进而低成本、高效率地制备出异质集成器件。而在该技术的现有制备流程中,通过刻蚀牺牲层实现器件与衬底分离的方案需要极高的工艺积累。文章的研究目的是在保留探测器原衬底的情况下,利用微转印方法实现InGaAs/InP雪崩光电探测器件(APD)与绝缘体上硅(SOI)光栅耦合器(GC)的直接键合集成。【方法】文章研究了微转印方法的基本原理,搭建了微转印实验平台。通过微转印方法实现了Ⅲ-V族APD样片与SOI GC的异质集成,基于测试结果评估微转印方法的可行性。【结果】通过微转印集成获得的异质集成光电探测器,响应带宽约为4 GHz,暗电流约为13 nA(@-13 V),与该样片集成前的性能测试数据基本一致。受到耦合损耗的影响,集成后整体结构的响应度为7.3×10^(-3) A/W(@-25 V)。排除输入端光纤-GC的损耗之后,集成器件的响应度约为1.8×10^(-2) A/W(@-25 V)。【结论】文章验证了基于微转印方法实现Ⅲ-V族APD与平台进行异质集成的可行性。通过保留InP衬底,使微米级×微米级尺度的APD与SOI GC通过InP衬底/硅基光子平台界面间的范德华力实现了直接键合集成,以此简化了微转印工艺的实施流程,从而提高了集成效率。通过实验可以验证,集成前/后器件的暗电流和带宽性能基本保持不变。 展开更多

关键词 硅基光电子 异质集成 微转印 光电探测器

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InGaAs-Si基光电探测器异质集成技术研究进展

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作者 李宛励 周鑫 +5 位作者 孔繁林 陈庆敏 梁丕刚 舒域鑫 代千 宋海智 《激光技术》 北大核心 2025年第4期617-625,共9页

短波红外波段包含目标的多种光谱信息,具有良好的大气传输特性,是光电探测、激光通信等应用领域的重要波段之一。硅基光电子器件具有低功耗、高带宽等优势,但其光谱响应范围局限于可见光波段,难以直接进行短波红外波段的高响应度光电探... 短波红外波段包含目标的多种光谱信息,具有良好的大气传输特性,是光电探测、激光通信等应用领域的重要波段之一。硅基光电子器件具有低功耗、高带宽等优势,但其光谱响应范围局限于可见光波段,难以直接进行短波红外波段的高响应度光电探测,将具有较高短波红外波段吸收能力的铟镓砷(InGaAs)材料与硅(Si)材料进行光电集成、研制新型高灵敏度光电探测器件成为了当前研究的热点方向。光电集成技术作为超高速、低功耗、小型化的半导体光电器件核心技术,有力支撑了大数据、云计算、物联网等新一代信息技术实现跨越式发展。通过梳理光电集成技术的国内外研究发展历程、现状和趋势,聚焦于InGaAs-Si基光电探测器,分别对材料外延生长、倒装芯片集成、芯片/晶圆键合和其他新型光电集成技术进行讨论,分析了不同光电集成技术的特点、优势、不足及应用场景,并展望了未来光电集成技术的发展方向。 展开更多

关键词 集成光学 光电集成技术 异质异构集成 铟镓砷 硅基光电子 探测器

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吸收电荷倍增分离型雪崩光电探测器的穿通现象研究

4

作者 李冲 马子怡 +6 位作者 杨帅 刘玥雯 王稼轩 刘云飞 董昱森 李紫倩 刘殿波 《红外与毫米波学报》 北大核心 2025年第3期327-334,共8页

本文研究了吸收电荷倍增分离型雪崩光电探测器(Separate Absorption,Charge and Multiplication Avalanche Photodetector,SACM APD)的穿通特性。基于器件的光谱响应、电容特性以及不同工作温度下的I-V特性,结合SILVACO仿真平台计算得... 本文研究了吸收电荷倍增分离型雪崩光电探测器(Separate Absorption,Charge and Multiplication Avalanche Photodetector,SACM APD)的穿通特性。基于器件的光谱响应、电容特性以及不同工作温度下的I-V特性,结合SILVACO仿真平台计算得到了器件内部电场和能带分布,分析了SACM型APD穿通前后的器件性能并建立了相应的数学模型。通过优化硅基SACM型APD器件的结构参数和工艺参数,当场控层离子注入能量为580 keV时,仿真得到,优化结构器件的穿通阈值电压为-30 V,电容降低至穿通前的1/3。基于互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)工艺制备了硅SACM型APD器件。测试得到器件的穿通阈值电压为-30 V,穿通时光电流升高至原来的2.18倍(808 nm),响应峰值波长由穿通前的590 nm红移至穿通后的820 nm,峰值响应度由0.171 A/W@590 nm升高至0.377 A/W@820 nm,电容降低为穿通前的1/3(1 MHz)。 展开更多

关键词 穿通 吸收电荷倍增分离 硅基雪崩探测器 电容

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宽波段响应硅雪崩光电探测器研究

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作者 彭红玲 卫家奇 +6 位作者 宋春旭 王天财 曹澎 陈剑 邓杰 ZHUANG Qian-Dong 郑婉华 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期464-471,共8页

本文基于目前对宽波段探测器的应用需求,设计了一种在250~1100 nm范围有较高响应的硅雪崩光电探测器(Si APD),不需要拼接即可实现紫外-可见-近红外波段光的高效探测。分别对硅的紫外增强和(近)红外增强进行了分析,在此基础上,为获得宽... 本文基于目前对宽波段探测器的应用需求,设计了一种在250~1100 nm范围有较高响应的硅雪崩光电探测器(Si APD),不需要拼接即可实现紫外-可见-近红外波段光的高效探测。分别对硅的紫外增强和(近)红外增强进行了分析,在此基础上,为获得宽波段响应Si APD,对器件结构进行模拟设计,采用光背入射等方式,提高短波吸收,同时保证近红外吸收。模拟优化的Si APD器件峰值波长940 nm左右,在250 nm和1100 nm处响应光电流均超过峰值的15%,这种结构的器件适用于多光谱及未来高精度探测等应用领域。 展开更多

关键词 硅雪崩光电探测器 宽波段响应探测器 紫外增强 近红外增强

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金属氧化物异质结光电探测器研究进展 被引量：1

6

作者 马兴招 唐利斌 +2 位作者 左文彬 张玉平 姬荣斌 《红外技术》 CSCD 北大核心 2024年第4期363-375,共13页

金属氧化物(metal oxide,MO)因其具有易于制备、高稳定性、对载流子的选择性传输等优点,被广泛应用于光电探测领域。MO材料具有较强的光吸收,但表面效应和缺陷态等问题导致了MO光电探测器响应速度低和暗电流较大的问题。异质结中的内建... 金属氧化物(metal oxide,MO)因其具有易于制备、高稳定性、对载流子的选择性传输等优点,被广泛应用于光电探测领域。MO材料具有较强的光吸收,但表面效应和缺陷态等问题导致了MO光电探测器响应速度低和暗电流较大的问题。异质结中的内建电场可以有效促进光生电子-空穴对的分离,从而提升器件响应速度和降低器件暗电流。因此,构建金属氧化物异质结光电探测器(heterojunction photodetectors,HPDs),对于MO在光电子领域的进一步应用具有重要的意义。本文先介绍了MO的界面性质,然后围绕PN、PIN和同型异质结3种结构,对金属氧化物HPDs的工作机制进行了阐述。接着对响应波段在紫外-可见-近红外光区的、具有不同结构的MO/MO和MO/Si HPDs的性能参数进行了分析和比较,并讨论了金属氧化物HPDs的性能优化方法,最后对金属氧化物HPDs的发展进行了展望。 展开更多

关键词 光电探测器 金属氧化物 硅 异质结

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基于硅/二维层状材料异质结的红外光电探测器研究进展 被引量：1

7

作者 贺亦菲 杨德仁 皮孝东 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期1-9,共9页

红外光是一种频率介于微波和可见光范围之间的电磁波,在光通信、人工智能、医用治疗、军事探测和航空航天等领域具有广泛的应用。硅的带隙为1.12 eV,导致硅基光电探测器的截止波长短(约1.1 mm)。近年来,研究发现了新型二维层状材料,它... 红外光是一种频率介于微波和可见光范围之间的电磁波,在光通信、人工智能、医用治疗、军事探测和航空航天等领域具有广泛的应用。硅的带隙为1.12 eV,导致硅基光电探测器的截止波长短(约1.1 mm)。近年来,研究发现了新型二维层状材料,它们具有带隙可调、载流子迁移率高、光谱响应宽、暗电流低、稳定性高以及制备工艺与互补金属氧化物半导体(Complementary metal oxide semiconductor, CMOS)工艺兼容等诸多优点,引起了研究人员的广泛关注。通过将硅与二维层状材料结合,能够有效地将硅基光电探测器的探测波段向波长超过1.1 mm的红外光波段拓展。本文着重介绍了近年来可探测波长超过传统硅光电探测器的基于硅/二维层状材料异质结的光电探测器在近红外和中红外光波段的研究进展并展望了其发展前景。 展开更多

关键词 硅 二维层状材料 异质结 红外光电探测器

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不同结构及新型材料在硅基光电探测器上的应用展望 被引量：1

8

作者 李浩杰 冯松 +3 位作者 胡祥建 后林军 欧阳杰 郭少凯 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2024年第1期13-22,共10页

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... 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。 展开更多

关键词 硅基 硅光子学 硅光子器件 光电探测器 导弹制导 红外成像

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基于倒金字塔结构的自供电Si/PEDOT:PSS异质结光电探测器

9

作者 陈佳年 沈鸿烈 +3 位作者 李玉芳 张静喆 李贺超 张文浩 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期188-196,共9页

随着光电器件的进一步发展,陷光结构得到广泛关注,但是倒金字塔结构、尺寸与其陷光性能之间的关系有待深入研究。本文采用铜银共辅助腐蚀法制备倒金字塔结构并实现倒金字塔结构的尺寸在1μm以下调控,研究发现平均尺寸为1μm倒金字塔结... 随着光电器件的进一步发展,陷光结构得到广泛关注,但是倒金字塔结构、尺寸与其陷光性能之间的关系有待深入研究。本文采用铜银共辅助腐蚀法制备倒金字塔结构并实现倒金字塔结构的尺寸在1μm以下调控,研究发现平均尺寸为1μm倒金字塔结构具有最优异的陷光性能。将具有优异陷光性能的倒金字塔结构硅衬底应用于Si/PEDOT:PSS异质结光电探测器,该光电探测器在外加0 V偏压条件下对980 nm波长的光具有61mA/W的响应度和9.20×10^(12)Jones的比探测率,实现了卓越的光电响应性能。本文为高性能Si/PEDOT:PSS异质结光电探测器的制备提供了一种新思路,证明了倒金字塔结构具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 单晶硅 金属辅助化学腐蚀法 倒金字塔结构 自供电 异质结光电探测器

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黑硅光电探测材料与器件研究进展 被引量：2

10

作者 王博 唐利斌 +3 位作者 张玉平 邓功荣 左文彬 赵鹏 《红外技术》 CSCD 北大核心 2022年第5期437-452,共16页

黑硅作为一种新型光电材料,在光伏太阳能电池、光电探测器、CMOS图像传感器等领域被广泛研究,其中黑硅的光电探测技术备受关注,近些年来也取得了重要的研究进展。本文首先简单介绍了黑硅材料的结构,然后讨论了基于飞秒激光刻蚀法、湿法... 黑硅作为一种新型光电材料,在光伏太阳能电池、光电探测器、CMOS图像传感器等领域被广泛研究,其中黑硅的光电探测技术备受关注,近些年来也取得了重要的研究进展。本文首先简单介绍了黑硅材料的结构,然后讨论了基于飞秒激光刻蚀法、湿法腐蚀、反应离子刻蚀法等方法制备的黑硅材料的性质。其次概述了基于以上方法制备的不同黑硅光电探测器的结构及性能,并讨论了黑硅器件在不同领域的应用。最后对黑硅光电探测技术进行了分析与展望,探讨了黑硅材料及器件未来的发展方向。 展开更多

关键词 黑硅 光电探测器 研究进展

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应用于塑料光纤通信接收芯片的集成光电探测器(英文) 被引量：4

11

作者 史晓凤 程翔 +3 位作者 陈朝 颜黄苹 范程程 李继芳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期32-37,共6页

基于0.5μm标准Biplor、互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物工艺设计了两种不同结构不同尺寸的光电探测器,包括传统的P+/N-EPI/BN+结构光电探测器和多叉指P+/N-EPI/BN+结构的光电探测器.通过仿真优化设计了光电探测器的结构参量和... 基于0.5μm标准Biplor、互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物工艺设计了两种不同结构不同尺寸的光电探测器,包括传统的P+/N-EPI/BN+结构光电探测器和多叉指P+/N-EPI/BN+结构的光电探测器.通过仿真优化设计了光电探测器的结构参量和性能,测试结果表明:多叉指状P+/NEPI/BN+光电探测器能够改善650nm的响应度以及降低结电容.选择该结构大面积P+/N-EPI/BN+光电探测器用于和跨阻放大器以及后端放大器的单片集成,采用0.5μm标准Biplor、互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物工艺实现了一个用于650nm塑料光纤通信的单片集成光接收芯片.该光接收芯片的测试结果表明:对650nm的入射光,在160 Mb/s速率的伪随机二进制序列以及小于10-9的误码率条件下,光接收芯片的灵敏度为-15dBm,并能得到清晰的眼图.因此,本文设计的光电探测器可以很好地应用于宽带接入网中的高速塑料光纤通信系统的光接收芯片中. 展开更多

关键词 塑料光纤通信 光接收芯片 单片光电集成 光电探测器 硅基 多叉指P^+ N—EPI BN^+

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新型硅基IV族合金材料生长及光电器件研究进展(特邀) 被引量：1

12

作者 郑军 刘香全 +4 位作者 李明明 刘智 左玉华 薛春来 成步文 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期215-224,共10页

硅基IV族锗锡和锗铅合金材料带隙随组分可调,并可转变成直接带隙半导体材料,是研制硅基红外探测和发光器件的理想材料。本文首先介绍锗锡和锗铅材料外延生长工作,然后对锗锡光电器件的研究进展进行回顾和讨论。其中,随着锗锡合金中锡组... 硅基IV族锗锡和锗铅合金材料带隙随组分可调,并可转变成直接带隙半导体材料,是研制硅基红外探测和发光器件的理想材料。本文首先介绍锗锡和锗铅材料外延生长工作,然后对锗锡光电器件的研究进展进行回顾和讨论。其中,随着锗锡合金中锡组分增加,锗锡光电探测器往高响应度和长探测截止波长方向发展;锗锡激光器的研究则集中在降低激射阈值、提高激射温度和电泵浦方面。本文还对锗铅材料和光电器件的研究进展进行简要介绍和展望。随着硅基高效光源和探测器研究的不断深入,IV族合金材料在硅基红外光电集成领域将继续展现重要的应用价值。 展开更多

关键词 硅基光电子 锗锡 锗铅 探测器 激光器

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多孔硅(PS)及其光电器件研究进展 被引量：2

13

作者 郭宝增 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期8-13,共6页

综述了近几年来人们对多孔硅材料的研究及其用于硅基光电器件制造方面的进展。

关键词 多孔硅 发光二极管 光探测器 硅集成电路

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量子点增强硅基探测成像器件的研究进展 被引量：12

14

作者 朱晓秀 葛咏 +3 位作者 李建军 赵跃进 邹炳锁 钟海政 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期62-74,共13页

硅基探测成像器件具有可靠性高、易集成和成本低等优点,是目前应用最广泛的探测成像器件。随着人工智能和无人驾驶等技术的日益发展,对探测成像器件提出了更高的要求,而硅基探测成像器件性能的提升成为重要的研究方向。量子点具有吸收... 硅基探测成像器件具有可靠性高、易集成和成本低等优点,是目前应用最广泛的探测成像器件。随着人工智能和无人驾驶等技术的日益发展,对探测成像器件提出了更高的要求,而硅基探测成像器件性能的提升成为重要的研究方向。量子点具有吸收系数大、光谱可调、发光效率高和易集成等优点,是一类优异的光谱转换和光调制材料。利用量子点材料可调制的光学特性,可以对硅基探测成像器件的功能进行拓展,从而实现紫外响应增强、红外响应拓展、紫外偏振探测和多光谱成像等功能。经过多年的研究,这一领域已经取得了一定的进展,部分技术展现出较好的应用前景。本文介绍了量子点增强硅基探测器在紫外探测、红外成像、偏振探测和多光谱成像方面的研究进展,希望能够引起国内学术界和工业界的关注和重视。 展开更多

关键词 成像探测 量子点 硅基探测器 偏振

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面向硅基光电子混合集成的二维材料探测器 被引量：8

15

作者 胡思奇 田睿娟 甘雪涛 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1039-1055,共17页

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... 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。 展开更多

关键词 硅基光电子 二维材料 光电探测器

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硅光电探测器阵列 被引量：3

16

作者 胡海帆 李元景 +1 位作者 赵自然 马旭明 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期36-41,共6页

以获得高量子效率的pin硅光电探测器阵列为目标,对影响pin硅光电探测器阵列量子效率和暗电流的重要因素展开了分析,此外针对探测器入射面的抗反射层结构进行了理论分析与模拟的仿真研究。流片测试结果表明,实验样品LPD型硅光电探测器阵... 以获得高量子效率的pin硅光电探测器阵列为目标,对影响pin硅光电探测器阵列量子效率和暗电流的重要因素展开了分析,此外针对探测器入射面的抗反射层结构进行了理论分析与模拟的仿真研究。流片测试结果表明,实验样品LPD型硅光电探测器阵列的单像素暗电流为2-7 pA,低于滨松S11212型商用光电探测器;结电容为45-46 pF,光响应值为0.37-0.39 A/W（仅比S11212型器件低约0.25%）。LPD硅光电探测器阵列通过耦合碘化铯晶体并封装之后,放置在物品安检机上进行扫描成像,测试结果表明：LPD硅光电探测器阵列可以在X光机165 kV,0.8 m A时穿透40 mm厚的铅饼清晰成像。LPD硅光电探测器阵列的整体灵敏度和商用S11212型光电探测器性能相当,没有明显区别。 展开更多

关键词 硅光电探测器 线阵 量子效率 光响应 抗反射层

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基于黑硅微结构的全硅PIN光电探测器 被引量：4

17

作者 郑泽宇 罗谦 +2 位作者 徐开凯 刘钟远 朱坤峰 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期40-45,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 全硅PIN光电探测器 黑硅 量子效率 光响应度 响应速度 暗电流

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基于石墨烯/硅微米孔阵列异质结的高性能近红外光探测器 被引量：3

18

作者 何峰 徐波 +2 位作者 蓝镇立 宋轶佶 曾庆平 《红外技术》 CSCD 北大核心 2022年第11期1236-1242,共7页

本文报道了一种由石墨烯和硅微米孔阵列构筑的异质结探测器,具备高性能近红外光探测能力。通过光刻和反应离子刻蚀技术制备的硅微米孔阵列具有整齐光滑的表面,保证了较低的表面载流子复合速率。同时,孔阵列结构能有效地抑制入射光的反射... 本文报道了一种由石墨烯和硅微米孔阵列构筑的异质结探测器,具备高性能近红外光探测能力。通过光刻和反应离子刻蚀技术制备的硅微米孔阵列具有整齐光滑的表面,保证了较低的表面载流子复合速率。同时,孔阵列结构能有效地抑制入射光的反射,增加了有效光照面积,提高了石墨烯/硅异质结的吸收效率,从而提高了器件的光响应度。器件在±3 V偏压下表现出明显的电流整流特性,整流比为4.30×10^(5),在功率密度为4.25 m W/cm^(2)的810 nm入射光照射下器件的开关比达到了9.20×10^(5)。在入射光强为118.00μW/cm^(2)的810 nm光照下,光探测器的电流响应度可达到679.70mA/W,探测率为3.40×10^(12)Jones;入射光强为7.00μW/cm^(2)电压响应度为1.79×10^(6)V/W。更重要的是,该器件具有20.00/21.30μs的升/降响应速度。相比于商业化硅光电二极管,石墨烯/硅微米孔阵列光电探测器结构简单、制备工艺简便,有望大幅降低制备成本。研究结果显示了石墨烯/硅微米孔阵列异质结探测器在未来低成本、稳定和高效近红外光探测应用方面的巨大潜力。 展开更多

关键词 石墨烯 硅 近红外光探测器 异质结 微结构

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一种高性能硅基锗单行载流子光电探测器设计 被引量：1

19

作者 马鹏程 孙思维 +5 位作者 刘丰满 薛海韵 孙瑜 何慧敏 李志雄 曹立强 《光通信研究》 北大核心 2019年第3期26-30,共5页

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DEVIC... 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。 展开更多

关键词 光通信 氮化硅波导 硅基锗 单行载流子光电探测器

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透明栅控SOI薄膜横向PIN光电探测器的光电特性

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作者 李国立 曾云 +1 位作者 夏宇 徐慧 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期34-38,共5页

透明栅控SOI薄膜横向PIN光电探测器,是一种以SOI技术和互补金属氯化物半导体工艺为基础,综合SOI器件和传统双极、场效应光敏器件的新型光电探测器。利用半导体器件物理和基本方程,介绍和分析了器件结构及其工作原理,建立电压、电流物理... 透明栅控SOI薄膜横向PIN光电探测器,是一种以SOI技术和互补金属氯化物半导体工艺为基础,综合SOI器件和传统双极、场效应光敏器件的新型光电探测器。利用半导体器件物理和基本方程,介绍和分析了器件结构及其工作原理,建立电压、电流物理模型。应用SILVACO器件仿真软件,完成器件的数值模拟与验证。在中短波长工作段,器件光电流随栅极电压的增大而增大,表现出明显的栅压控制特性。全耗尽状态下,器件的内部量子效率在中短波长(400nm,450nm,530nm,600nm)的光辐射下,可达到96%以上,甚至接近100%。短波长下(280nm,350nm),量子效率最大值近80%。此外,器件的暗电流很低,光暗电流之比超过106,具有高灵敏度。 展开更多

关键词 栅控 绝缘体上硅 光电探测器 光学特性

在线阅读 下载PDF 职称材料