1 中国科学技术大学纳米仿生学院,安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米器件与应用重点实验室,江苏 苏州 215123
3 贵州大学大数据与信息工程学院,贵州 贵阳 550025
利用Zn扩散方法制备了倍增层厚度为1.5,1.0,0.8 μm的In0.53Ga0.47As/InP雪崩光电二极管(APDs),研究了该器件特性。随着倍增层厚度的增加,器件的贯穿电压和击穿电压均呈现增大趋势。基于Silvaco模拟计算了APD器件的倍增层厚度对电场强度、电流特性、击穿电压与贯穿电压的影响规律,结果表明,随着倍增层厚度的增加,倍增层内电场强度减小,贯穿电压和击穿电压同时增大,与实验结果吻合。进一步研究发现,当倍增层的厚度小于0.8 μm时,击穿电压随着倍增层厚度的增加会先减小后增大,贯穿电压则会单调增大。
光学学报
2020, 40(18): 1804001
1 贵州大学 大数据与信息工程学院, 贵阳 550025
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米器件与应用重点实验室, 江苏 苏州 215123
通过分子束外延生长和开管式Zn扩散方法, 制备了低暗电流、宽响应范围的In0.53Ga0.47As/InP雪崩光电二极管.在0.95倍雪崩击穿电压下, 器件暗电流小于10 nA; -5 V偏压下电容密度低至1.43×10-8 F/cm2.在1 310 nm红外光照及30 V反向偏置电压下, 雪崩光电二极管器件的响应范围为50 nW~20 mW, 响应度达到1.13 A/W.得到了电荷层掺杂浓度、倍增区厚度结构参数与击穿电压和贯穿电压的关系: 随着电荷层电荷密度的增加, 器件贯穿电压线性增加, 而击穿电压线性降低; 电荷层电荷面密度为4.8×1012 cm-2时, 随着倍增层厚度的增加, 贯穿电压线性增加, 击穿电压增加.通过对器件结构优化, 雪崩光电二极管探测器实现25 V的贯穿电压和57 V的击穿电压, 且具有低暗电流和宽响应范围等特性.
雪崩光电二极管 低暗电流 宽响应范围 分子束外延 Zn扩散 Avalanche photodiode Low dark current Wide-range response Molecular beam epitaxy Zn diffusion
