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高性能SOI基GePIN波导光电探测器的制备及特性研究

王尘 许怡红 李成 林海军

高性能SOI基GePIN波导光电探测器的制备及特性研究

王尘, 许怡红, 李成, 林海军
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  • 本文报道了在SOI衬底上外延高质量单晶Ge薄膜并制备高性能不同尺寸Ge PIN波导光电探测器.通过采用原子力显微镜、X射线衍射、拉曼散射光谱表征外延Ge薄膜的表面形貌、晶体质量以及应变参数,结果显示外延Ge薄膜中存在约0.2%左右的张应变,且表面平整,粗糙度为1.12 nm.此外,通过暗电流、光响应度以及3 dB带宽的测试来研究波导探测器的性能,结果表明尺寸为4 m20 m波导探测器在-1 V的反向偏压下暗电流密度低至75 mA/cm2,在1.55 m波长处的响应度为0.58 A/W,在-2 V的反向偏压下的3 dB带宽为5.5 GHz.
      通信作者: 王尘, chenwang@xmut.edu.cn
    • 基金项目: 厦门理工学院2016年上半年校高层次人才科技类项目(批准号:YKJ16012R)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-15
  • 修回日期:  2017-06-14
  • 刊出日期:  2017-10-05

高性能SOI基GePIN波导光电探测器的制备及特性研究

  • 1. 厦门理工学院光电与通信工程学院, 福建省光电技术与器件重点实验室, 厦门 361024;
  • 2. 厦门工学院电子信息工程系, 厦门 361024;
  • 3. 厦门大学物理系, 半导体光子学研究中心, 厦门 361005
  • 通信作者: 王尘, chenwang@xmut.edu.cn
    基金项目: 

    厦门理工学院2016年上半年校高层次人才科技类项目(批准号:YKJ16012R)资助的课题.

摘要: 本文报道了在SOI衬底上外延高质量单晶Ge薄膜并制备高性能不同尺寸Ge PIN波导光电探测器.通过采用原子力显微镜、X射线衍射、拉曼散射光谱表征外延Ge薄膜的表面形貌、晶体质量以及应变参数,结果显示外延Ge薄膜中存在约0.2%左右的张应变,且表面平整,粗糙度为1.12 nm.此外,通过暗电流、光响应度以及3 dB带宽的测试来研究波导探测器的性能,结果表明尺寸为4 m20 m波导探测器在-1 V的反向偏压下暗电流密度低至75 mA/cm2,在1.55 m波长处的响应度为0.58 A/W,在-2 V的反向偏压下的3 dB带宽为5.5 GHz.

English Abstract

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