高性能SOI基GePIN波导光电探测器的制备及特性研究

发布时间：2019-03-02 20:11

【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4μm×20μm波导探测器在-1 V的反向偏压下暗电流密度低至75 mA/cm~2,在1.55μm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.
[Abstract]:In this paper, we report the epitaxial growth of high quality single crystal Ge thin films on SOI substrates and the fabrication of high performance Ge PIN waveguide photodetectors with different sizes. The surface morphology, crystal quality and strain parameters of the epitaxial Ge thin films were characterized by atomic force microscopy, X-ray diffraction and Raman scattering spectroscopy. The results show that there is about 0.2% tensile strain and smooth surface in the epitaxial Ge thin films. Roughness is 1.12 nm. In addition, the performance of waveguide detector is studied by measuring dark current, light responsivity and 3 dB bandwidth. The results show that the dark current density of 4 渭 m 脳 20 渭 m waveguide detector is as low as 75 mA/cm~2, under reverse bias voltage of-1 V. The responsivity at the wavelength of 1.55 渭 m is 0.58 GHz., and the 3 dB bandwidth at the reverse bias of-2 V is 5.5 GHz..
【作者单位】： 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;厦门工学院电子信息工程系;厦门大学物理系半导体光子学研究中心;
【基金】：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~~
【分类号】：TN15

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