无电荷层InGaAs/Si雪崩光电探测器的优化设计

作     者：张娟 姚儿 柯少颖 Zhang Juan;Yao Er;Ke Shaoying

作者机构：闽南师范大学物理与信息工程学院光场调控及其系统集成应用福建省高校重点实验室福建漳州363000 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2024年第44卷第5期

页      面：19-28页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

主　　题：探测器 雪崩光电二极管 增益带宽积 电荷层 凹槽环 

摘      要：目前,在近红外波段中普遍采用InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD),但这类APD存在增益带宽积小和等效噪声高等问题,而InGaAs/Si APD采用电子、空穴离化系数极低的Si材料作为倍增层,在一定程度解决了上述问题,但其制造过程涉及Si电荷层的离子注入和高温退火激活,该过程工艺复杂、杂质分布不均匀、成本高。因此,本研究采用刻蚀技术在Si倍增层内制备凹槽环,并在凹槽环内填充不同介质对InGaAs层及Si层内的电场进行调控,构建无电荷层InGaAs/Si APD器件模型。结果表明,在凹槽环内填充空气或SiO2可获得高性能的InGaAs/Si APD。该研究结果可为后续研制工艺简单、性能稳定、低噪声的InGaAs/Si APD提供理论指导。