TeSe_1- 短波红外光二极管阵列具有单体集成

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光电学是指光电子产品.
• 半导体物理 半导体物理

背景情况:

• 基于TeSe_1-的短波红外 (SWIR) 光探测器提供了与读出集成电路 (ROIC) 具有成本效益的单体集成的潜力.
• 高暗电流密度和不足的检测性能是限制它们大规模应用的关键挑战.
• 传统的SWIR光探测器往往很昂贵,因此需要替代品.

研究的目的:

• 开发一种ZnO/TeSe_1-异质连接光二极管,以提高SWIR检测的性能.
• 为了解决 TeSe_1- 光探测器中的元素扩散和悬挂键等接口问题.
• 为了证明这些光探测器与ROIC的大规模单体集成的可行性.

主要方法:

• 制造ZnO/TeSe_1-异质连接光二极管与无形TeO₂接口层 (0.3纳米).
• 光探测器性能的表征,包括黑暗电流密度,光谱响应,检测能力和带宽.
• 优化TeSe_1-光二极管的单体集成到一个64 × 64像素的ROIC上.
• 在传输成像和物质识别中应用的演示.

主要成果:

• 在 -10 mV 的情况下,暗电流密度降至 -3.5 × 10-5 A cm-2 .
• 从300到1700nm的宽光谱响应.
• 室温检测能力超过2.03 × 10 ¹¹ 斯和3 dB带宽173 kHz.
• 迄今为止ROIC上最大规模的TeSe_1-光二极管阵列的单体集成成功.
• 在传输成像和物质识别方面已证明有用.

结论:

• 优化的ZnO/Te_{Se1-异质连接光二极管与TeO2中间层有效地克服了性能限制.}
• 这项工作代表了ROIC上TeSe_1-光二极管的首次成功的大规模单体集成.
• 开发的光电探测器对先进的SWIR成像应用具有显著的前景.