异质结光晶体管器件的设计及工艺基础研究

发布时间：2024-07-05 18:28

　　低噪声高信噪比的光电探测器已广泛应用于通信、遥感、天文观测、医学成像、国土安全、无损检测等弱光信号检测领域。其中异质结光电晶体管(HPTs)与主流的弱光信号探测器PIN光电二极管(PIN-PDs)和雪崩光电二极管(APDs)相比,它可以在无雪崩噪声的情况下提供较大的内部增益,并且能在低偏置电压下以线性方式工作,因此得到了广泛的关注,甚至在某些领域具有超越PIN-PDs和APDs的潜力。与发射区基区面积比为1的异质结光电晶体管相比,发射区缩小的异质结光晶体管具有更高的光学增益。为了定量地描述器件发射区基区面积比与光增益之间的关系,并找出器件面积比的最佳取值,我们通过推导得到了光增益与面积比的表达式,并给出了光增益随器件面积比的变化曲线。在此基础上,考虑到Ga As基材料的外延和器件工艺都相对成熟,我们首先设计了5组Ga As基的不同面积比HPTs器件,测试其输出特性,并对数值分析结果进行验证。结果显示,测试得到的实验值与理论推导得到的变化曲线拟合的较好,两者都证实了面积比越小的器件光增益越大。面积比为0.0625的器件具有最高的光学增益,比面积比为1的器件的光学增益大两个数量级。然而,面...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1商业化光电探测器

个探测器的性能较为不易，因此人们的目光已经从提高单个探测器器件的性能转移到提高与探测器相连的集成电路（ReadOutIntegratedCircuitROIC）的性能上（Bielecki，2004）。虽然，对ROIC的改进和完善不包含在光信号转换为电信号的过程中，但是ROIC的改....

图1.2光纤通信系统的原理图

第1章绪论3子图像变得相对容易和快速，这些光电探测器凭借各自的性能优势应用于多种多样场景中。表1.1不同材料商品化光电探测器性能参数Table1.1Prametersofcommercialphotodetectorsbasedondifferentmaterials例如：高响应....

图1.3光电接收器的原理图

异质结光晶体管器件的设计及工艺基础研究4部件（Famaetal.，2002）。在光纤通信系统中，信号会在链路中衰减，改进光电探测器的特性和性能可以有效的减少中继站的数目。图1.3光电接收器的原理图Figure1.3Schematicofaphotoelectricreceiver....

图1.4光电探测器分类图

第1章绪论5图1.4光电探测器分类图Figure1.4Classificationdiagramofphotodetectors分类中的光子探测器的工作原理又可以再细分为两大类分别是基于外光电效应的探测器和基于内光电效应的探测器（WuandLuo，2018）。内光电效应可分为光电....

本文编号：4001347