基于InP/InGaAs HBT技术的单片集成长波长光接收OEIC

采用InP/InGaAs HBT与PIN光探测器单片集成方案,对光接收光电集成电路(OEIC)的外延材料结构和生长、电路设计、制作工艺和性能测试进行了研究.基于自对准InP/InGaAs HBT工艺,实现了1.55μm波长单片集成光接收OEIC.发射极尺寸2μm×8μm的InP/InGaAs HBT直流增益为40,截止频率和最高振荡频率分别为45和54GHz;集成InGaAs PIN光探测器在-5V下响应度为0.45A/W@1.55/μm,暗电流小于10nA,-3dB带宽达到10.6GHz;研制的HBT/PIN单片集成光接收OEIC在2.5和3.0Gb/s速率非归零223-1伪随机码传输工作时可以观察到张开的眼图,灵敏度≤-15.2dBm@BER=10-9.     

HBT大信号模型及PIN/HBT集成光接收前端设计

对GP大信号模型及其参数提取方法进行了研究,并对发射极尺寸为2μm×19μm的InP/InGaAs HBT进行了建模.模型的仿真结果表明,所建模型能较为精确地表征实际HBT器件的直流和高频小信号特性.基于建立的HBT大信号模型设计并制备出InP基PIN+HBT单片集成光接收前端,经在片测试,集成前端的3dB带宽可达3GHz.     

InP基长波长单片集成光接收前端的设计和制备

叙述了利用InP基长波长pin光探测器和异质结双极晶体管(HBT)单片集成实现光接收前端的设计和制备方法.pin光探测器和HBT采用共享层结构,这样的结构不仅性能优于堆叠层结构,而且制备工艺兼容.制备的HBT截止频率达到30GHz,pin光探测器的3dB带宽达到了15GHz,集成光接收前端的3dB带宽达到3GHz,跨阻放大倍数达到800.     

单片集成InGaAs PIN-JFET光接收器的设计与研制

本文报告了一种OEIC器件:单片集成InGaAs PIN-JFET光接收器的设计与研制结果.为解决光电器件与电子器件在集成上的兼容性,采用了在结构衬底上进行平面化外延的新工艺,达到了器件的准平面结构,并对器件的主要参数进行了计算,选取了较佳的载流子浓度.制成的单片集成器件中,PIN光探测器的量子效率在1.3μm处为57％,暗电流在-5V下小于100nA,JFET的跨导为34ms/mm,与计算植相符.对器件进行光接收功能测试获得了预期的结果.     

用于单片集成光接收机前端的GaAs基InP/InGaAs HBT

实现了一种可用于单片集成光接收机前端的GaAs基InP/InGaAs HBT。借助超薄低温InP缓冲层在GaAs衬底上生长出了高质量的InP外延层。在此基础上,只利用超薄低温InP缓冲层技术就在半绝缘GaAs衬底上成功制备出了InP/InGaAsHBT,器件的电流截止频率达到4.4GHz,开启电压0.4V,反向击穿电压大于4V,直流放大倍数约为20。该HBT器件和GaAs基长波长、可调谐InP光探测器单片集成为实现适用于WDM光纤通信系统的高性能、集成化光接收机前端提供了一种新的解决方法。     

长波长PIN／HBT集成光接收机前端噪声分析

文章研究磷化铟(InP)基异质结双极晶体管(HBT)和PIN光电二极管(PIN-PD)单片集成技术,利用器件的小信号等效电路详细计算了长波长PIN/HBT光电子集成电路(OEIC)光接收机前端等效输入噪声电流均方根(RMS)功率谱密度.分析表明:对于高速光电器件,当频率在100 MHz～2 GHz范围内时,基极电流引起的散粒噪声和基极电阻引起的热噪声起主要作用;频率大于5 GHz时,集电极电流引起的散粒噪声和基极电阻引起的热噪声起主要作用.在上述结论的基础上,文章最后讨论了在集成前端设计的过程中减小噪声影响的基本方法.     

InP基PIN HBT光电集成器件的设计与研制

对用于光电集成电路(OEIC)的InP基异质结双极性晶体管(HBT)及PIN探测器进行了设计与研制,讨论了堆叠层结构和共享层结构2种常见的集成方式,通过实验比较,确定了共享层结构器件性能更好,并对此结构进行了改进。所研制的HBT截止频率达到30 GHz,直流增益达到100;PIN的3 dB带宽达到了15 GHz。详细介绍了器件结构及工艺流程。     

使用在InP衬底上的GaAs OEIC进行了1.2Gbit/s—52.5km光纤传输

日本电气公司在InP衬底上研制成InP光电器件与GaAs电子器件单片集成的1.3μm光通信用发射与接收OEIC。用这种电路块进行了1.2Gbit/s NRZ光信号52.5km光纤无中继传输,接收灵敏度为-26dBm,并保证了4.5dB的光传输余量。发射机芯片含一     

InP基长波长光发射OEIC材料的MOCVD生长

为了生长能满足器件制作所需的外延片，采用低压金属有机物化学气相沉积（LP－MOCVD）方法在半绝缘InP衬底上生长了InP/InGaAs异质结双极晶体管（HBT）结构，1.55μm多量子阱激光二极管（MQW LD）以及两者集成的光发射光电集成电路（OEIC）材料结构。激光器结构的生长温度为655℃,有源区为5个周期的InGaAsP/ InGaAsP多量子阱（阱区λ＝1.6μm，垒区λ＝1.28μm）；HBT结构则采用550℃低温生长，其中基区采用Zn掺杂，掺杂浓度约为2×1019 cm-3。对生长的各种结构分别进行了X射线双晶衍射，光致发光谱（PL）和二次离子质谱仪（SIMS）测试，结果表明所生长的材料结构已满足制作器件的要求。     

光学元件

Y2000-62210-375 0012638集成光电子学(收录论文7篇)=WeAl:integrated op-toelectronics[会,英]//Proceedings of 11th InternationalConference on Indium Phosphide and Related Materi-als.—375～404(UC)收录论文的题目有:光接入网络组件 InP 技术及其可靠性述评,单片集成式40Gb/s InP/InGaAs PIN/HBT 光接收机组件,以 InP 为基础的50Hz 工作的光电器件用行波电极,用于毫米波纤维无线通信的高速InP/InGaAs 异质结光电晶体管等。0012639波片带宽容限与延迟厚度关系探讨[刊]/宋连科//光电子·激光.—2000,11(2).—170～172(L)