InGaAs光电探测器的可靠性研究

发布时间：2021-07-14 01:53

　　InGaAs器件具有光谱响应度快、量子效率高、电学性能好等优点,符合新一代微光器件的发展需求。以InGaAs材料制备的器件已经在光电领域得到了广泛应用,但其可靠性问题也日益突出。由于器件本身的可靠性不稳定,在其进一步封装进入模块后失效会造成更大的危害。InGaAs器件的使用寿命比一般探测器长,需要用实验方法在短时间内发现器件在长期使用过程中的退化规律。因此采用加速老化实验的方法,研究InGaAs PIN光电探测器长时间的性能演化特性对光通信、光传感等领域有着重要作用。本文的主要内容归纳如下:1.介绍InGaAs光电探测器的相关原理,包括探测器的PIN结构和工艺流程,从探测器芯片的流片到器件的封装。在原有探测器的基础之上,对现有的器件结构进行调整和优化。将器件分为优化前和优化后两个大组,每组设置四个扩散深度,研究InGaAs光电探测器Z_n扩散的一般规律。2.介绍加速老化实验的相关原理。器件受到不同的应力,如温度、湿度、电应力时,会有不同的失效模式,不同应力使用的加速老化模型不相同。研究过程中需要选择与失效模式对应的加速老化模型。3.对InGaAs光电探测器在高温加速... 

【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

恒定应力(a)、步进应力(b)、序进应力(c)

PIN 型探测器作为最常见的光探测。电探测器内部结构是一个反向偏置的 PN 结。当光价带的电子吸收入射光子的能量跃迁到导带，产区被吸收时，产生电子-空穴对，其中少子电子先通动通过耗尽区被收集，从而在电路上形成电流，早期光电探测器存在两个不可忽视的缺点：1、由内无法充分吸收，光子将会在 P 型区或 N 型区被需要先扩散到耗尽区再漂移才能被收集产生电流的扩散速度很慢，直接影响了光电探测器的响应速载流子会以很高的漂移速率向 PN 结的两个电极N 型区扩散时，容易被复合，从而降低光电探测器耗尽区P 型区N 型区

贵州大学硕士学位论文常工作时，如果入射光能量大于 InP 禁带宽度时，入射光就能透 InGaAs 本征吸收层。当本征层的禁带宽度 Eg小于入射光能量内被吸收并产生光生载流子，本征层中的价电子吸收能量跃迁空穴对。在外加反向电压的作用下，产生的电子和空穴会加速产生光生电流。

【参考文献】：
期刊论文
[1]星载多型号光电探测器热真空环境试验研究[J]. 陈志,汪杰君,胡亚东,张爱文,厉卓然,崔珊珊,金洁,洪津.  红外技术. 2020(09)



本文编号：3283163