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采用Al/TaN叠层电极提高Si基Ge PIN光电探测器的性能

吴政 王尘 严光明 刘冠洲 李成 黄巍 赖虹凯 陈松岩

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采用Al/TaN叠层电极提高Si基Ge PIN光电探测器的性能

吴政, 王尘, 严光明, 刘冠洲, 李成, 黄巍, 赖虹凯, 陈松岩

Improvement on performance of Si-based Ge PIN photodetector with Al/TaN electrode for n-type Ge contact

Wu Zheng, Wang Chen, Yan Guang-Ming, Liu Guan-Zhou, Li Cheng, Huang Wei, Lai Hong-Kai, Chen Song-Yan
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-06-02
  • 修回日期:  2012-06-19
  • 刊出日期:  2012-09-05

采用Al/TaN叠层电极提高Si基Ge PIN光电探测器的性能

  • 1. 厦门大学物理系半导体光子学研究中心, 厦门 361005
    基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2012CB933503);国家自然科学基金(批准号: 61036003, 61176092);中央高校基本科研业务费(批准号: 2010121056)和教育部博士项目基金(批准号: 20110121110025)资助的课题.

摘要: 金属与Ge材料接触由于存在强烈的费米钉扎效应, 导致金属电极与n型Ge接触引入较大的接触电阻, 限制了Si基Ge探测器响应带宽. 本文报道了在SOI衬底上外延Ge单晶薄膜并制备了不同台面尺度的Ge PIN光电探测器. 对比了电极分别为金属Al和Al/TaN叠层的具有相同器件结构的SOI基Ge PIN光电探测器的暗电流、响应度以及响应带宽等参数. 发现在Al与Ge之间增加一薄层TaN可有效减小n型Ge的接触电阻, 将台面直径为24 μ的探测器在1.55 μ的波 长和-1 V偏压下的3 dB响应带宽提高了4倍. 同时, 器件暗电流减小一个数量级, 而响应度提高了2倍. 结果表明, 采用TaN薄层制作金属与Ge接触电极, 可有效钝化金属与Ge界面, 减轻费米钉扎效应, 降低金属与n-Ge接触的势垒高度, 因而减小接触电阻和界面复合电流, 提高探测器的光电性能.

English Abstract

参考文献 (12)

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