设计和制造高性能InGaAs近红外光探测器的设计和制造

科学领域:

• 光电子和半导体设备
• 材料科学与工程 材料科学与工程

背景情况:

• 甲 (InGaAs) 光二极管对于近红外 (NIR) 成像,光纤通信和光谱学至关重要.
• 设备的性能高度依赖于吸收层内的兴奋剂度.

研究的目的:

• 为了研究不同吸收层兴奋剂度对InGaAs光二极管性能的影响.
• 为了优化兴奋剂水平,提高量子效率并减少暗电流.

主要方法:

• 设备模拟以预测不同兴奋剂度的性能变化.
• 一个PIN结构InGaAs光电极的制造.
• 电容电压 (CV) 测量以确定兴奋剂度.
• 暗电流和量子效率测量.

主要成果:

• 模拟表明,通过将兴奋剂从1 × 10^16降低到1 × 10^15 cm−3.3,最大量子效率增加了1.2% (至58%).
• 模拟还表明,在一个范围内增加兴奋剂度可以略微减少暗电流.
• 已制造的设备显示了大约1.2 × 10^15厘米-3.3的低兴奋剂度.
• 在室温下测量的暗电流为~6 × 10−4 A/cm2在 -0.5 V.
• 在没有反射涂层的情况下,峰值量子效率达到54.7%,在使用反射涂层时达到80.2%.

结论:

• 降低吸收剂兴奋剂度是一种有效的策略,可以提高InGaAs光二极管的量子效率.
• 仔细控制兴奋剂度对于平衡量子效率和暗电流至关重要.
• 制造出来的设备在光电子应用中表现出有前途的性能特性.