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生长温度对In_(0.53)ga_(0.47)As/inp的LPMOCVD生长影响

发光学报 2002年第5期23卷 465-468页

作者：缪国庆金亿鑫蒋红周天明李树玮元光宋航中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130022

利用LPMOCVD技术在inp衬底生长了Inxga1-xAs材料 ,获得表面平整、光亮的In0 53 ga0 47As外延层。研究了生长温度对Inxga1-xAs外延层组分、表面形貌、结晶质量、电学性质的影响。随着生长温度的升高 ,为了保证铟在固相中组分不变 ,必... 详细信息

利用LPMOCVD技术在inp衬底生长了Inxga1-xAs材料 ,获得表面平整、光亮的In0 53 ga0 47As外延层。研究了生长温度对Inxga1-xAs外延层组分、表面形貌、结晶质量、电学性质的影响。随着生长温度的升高 ,为了保证铟在固相中组分不变 ,必须增加三甲基铟在气相中的比例。在生长温度较高时 ,外延层表面粗糙。生长温度在 6 30℃与 6 5 0℃之间 ,X射线双晶衍射曲线半高宽最窄 ,高于或低于这个温度区间 ,半高宽变宽。迁移率随着生长温度的升高而增加 ,在 6 30℃为最大值 ,然后随着生长温度的升高反而降低。生长温度降低使载流子浓度增大 ,在生长温度大于 6

关键词： in0.53ga0.47as/inp LPMOCVD 铟镓砷化合物生长温度低压金属有机化学气相沉积半导体材料磷化铟衬底

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IngaAs/inp雪崩光电二极管暗电流的机理研究

InGaAs/InP雪崩光电二极管暗电流的机理研究

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作者：刘翱飞西安电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,量子卫星通信、主动成像等技术取得了较大进展,光电探测器作为信息接收端的核心器件起到了至关重要的作用。与传统光电倍增器件相比,雪崩光电探测器具有更高的量子效率、探测效率及响应度等优点。IngaAs/inp雪崩光电二极管(Avala... 详细信息

近年来,量子卫星通信、主动成像等技术取得了较大进展,光电探测器作为信息接收端的核心器件起到了至关重要的作用。与传统光电倍增器件相比,雪崩光电探测器具有更高的量子效率、探测效率及响应度等优点。IngaAs/inp雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)由于其晶格匹配、覆盖1.55mm常用通信波段,是目前红外波段探测器的最佳选择之一,但其存在暗电流较高的问题,一直是制约器件性能最重要的原因。目前对APD暗电流的机理认识还不是十分清楚,因此本文采取数值模拟的方法,主要围绕IngaAs/inp APD的暗电流展开研究,旨在为降低暗电流、提高器件性能提供理论指导。开展的主要工作以及结论如下:1.平面IngaAs/inp APD体暗电流研究。首先利用Silvaco ATLAS器件仿真软件建立分离吸收层、渐变层、电荷层、倍增层(Separate Absorption Grade Charge Multiplication,SAGCM)的平面APD器件仿真模型。接下来提取了体暗电流的各个组份,包括肖克莱-瑞德-霍尔(Shockley-Read-Hall,SRH)电流、雪崩倍增电流、陷阱辅助隧穿(Trap Assisted Tunneling,TAT)电流和带间直接隧穿(Band-to-band Tunneling,BBT)电流。在此基础上,研究了倍增层掺杂浓度、陷阱浓度以及厚度对暗电流各个组份的影响。倍增层掺杂浓度越小,暗电流越低;TAT电流相比于电场更加依赖于陷阱,并且与倍增层厚度和陷阱浓度呈正相关;BBT电流与吸收层的电场密切相关,当吸收层电场低于2×10V/cm时,可以避免BBT成为暗电流的主要机制。2.台面IngaAs/inp APD侧壁泄漏电流研究。首先对台面结构APD中表面缺陷引起的表面泄漏电流进行理论研究,得出inp倍增层的表面电荷以及IngaAs吸收层的表面复合中心是引起表面泄漏电流的主要因素,据此建立了表面泄漏电流模型。接下来从表面泄漏电流的影响因素出发,对表面泄漏电流的机理进行研究,得出倍增层的部分表面电荷会参与碰撞离化,当倍增层的表面电荷足够多且偏压足够高时会产生侧壁表面泄漏电流,对暗电流有明显贡献;吸收层的侧壁表面泄漏电流与其是否耗尽有关,当吸收层侧壁耗尽时,表面泄漏电流随着表面复合速度的增大而增大,并且当复合速度超过1×10cm/s时,变化比较明显。在此基础上,将不同台面结构APD的暗电流进行了对比,结果表明结构不同会严重影响其侧壁表面泄漏电流的大小,从而导致暗电流不同,两台面结构APD的侧壁表面泄漏电流最高,而多台面结构APD的侧壁表面泄漏电流几乎可忽略不计。最后,就台阶尺寸对不同台面结构APD暗电流的影响进行了研究,研究结果表明,三台面结构APD中台阶尺寸越小侧壁表面泄漏电流越高,从而使得三台面结构APD的暗电流严重依赖其台阶尺寸的变化,而多台面结构APD的暗电流几乎不随台阶尺寸的变化而变化。

关键词： in0.53ga0.47as/inp 雪崩光电二极管体暗电流表面泄漏电流

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