光波导探测器结构设计及工艺研究

发布时间：2024-02-17 18:31

　　随着移动互联网和通信技术的飞速发展,5G技术在近几年成为业界焦点。光通信技术作为5G的重要支撑,对光通信芯片的性能要求也在不断提高。光电探测器作为光通信网络接收端的重要组成芯片,其性能优劣也决定了整个光通信网络系统能力。特别是在光电集成(OEIC)和光子集成(PIC)的系统中,对传统的分立型光电探测器芯片提出了新的要求,如:高速率、低功耗、易于与系统中其他器件集成等。本文介绍了高速光波导型光电探测器的结构设计和工艺研究,研究分析了影响光波导探测器各技术指标的性能参数,研究设计器件有源层结构、波导结构和外延结构。研究设计的输入耦合光栅、分布布拉格反射器结构并与芯片端面光学镀膜等结构结合有效解决了传统光波导器件水平耦合难度大、耦合效率低的问题,并同时解决了传统面入射型光电探测器响应度与频率带宽相互矛盾的问题,降低了芯片测试成本,提高测试效率。对制作该结构光波导探测所用的ICP、全息干涉曝光等半导体关键工艺进行研究、开发、调试,并得到满足光波导探测器工艺要求的各工艺参数。设计了整套合理有效的芯片工艺流程。最后对制作的芯片性能进行了测试、分析。本文的主要内容包括以下几个方面:1、研究光探测器的...

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【学位级别】：硕士

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图1-1同质结、异质结光电探测器结构：(a)同质结结构；(b)异质结结构

第一章绪论I区长度提高器件的量子效率，对入射光无吸收重掺杂区域不会产生光生避免了载流子低速扩散对器件响应速度的影响。为达到高速率的要求，P测器仍有几个问题。1、入射光的方向与光生载流子的传输方向平行，光中空穴渡越耗尽层的漂移时间对器件的响应速度起主要作用；2、由于器在稳定....

图1-2波导型探测器

图1-2波导型探测器1.3光探测器的性能指标1.3.1光响应度对于半导体材料，如果入射光子有足够的能量作用在材料上，就可能将价带激发到导带形成光生电子-空穴对。这种吸收称作本征吸收，并且使半导体材有很高的吸收系数，有一连续的吸收谱。在光子的震荡频率处，吸收谱会产生陡峭的吸....

图1-3不同材料吸收系数与光子能量的关系

图1-3不同材料吸收系数与光子能量的关系光响应度的定义为入射光功率与光作用在探测器后产生的光电流的比值，位为A/W，是光电探测器的重要参数之一。其公式为：R=η(1-式中，为电子电荷，为真空中的光速，为普朗克常数，为入射光的波长。探测器的量子效率与材料所对应....

图2-1InGaAs禁带宽度与Ga组分的关系

元化合物的弯曲因子。本文选取的四元化合物材其禁带宽度计算参数如下：表2-2三元化合物弯曲因子禁带宽度Eg（eV）三元材料1.424InGaAs1.35InGaP0.354GaAsP2.26InAsPb，可以绘制出InGaAs和InGaAsP两种材料的禁....

本文编号：3901209