Current–Voltage Characteristics of n-B-p Structures with Absorbing In0.53Ga0.47As Layer

Journal of Communications Technology and Electronics - A topical problem of photoelectronics is the development of array photodetector devices of the near infrared spectral range based on the...     

InP衬底AlAs/In0.53Ga0.47As RTD的研制

报道了InP衬底AlAs/In0.53Ga0.47As/AlAs两垒一阱结构共振隧穿二极管(RTD)器件的研制.结构材料由分子束外延制备,衬底片为(001)半绝缘InP单晶片,器件制作选用台面结构.测得室温下的峰值电流密度为1.06×105 A/cm2,峰-谷电流比为7.4,是国内报道的首例InP材料体系RTD器件.     

InP衬底AlAs/In0.53Ga0.47As RTD的研制

报道了InP衬底AlAs/In0.53Ga0.47As/AlAs两垒一阱结构共振隧穿二极管(RTD)器件的研制.结构材料由分子束外延制备,衬底片为(001)半绝缘InP单晶片,器件制作选用台面结构.测得室温下的峰值电流密度为1.06×105 A/cm2,峰-谷电流比为7.4,是国内报道的首例InP材料体系RTD器件.     

高速Ga0.47In0.53AsMISIM光探测器

用于光纤系统高速光探测器,对未来的高速系统是十分重要的,这种光探测器必须能够与电子元件集成在一起。作者介绍了一种新技术,能够制作达到上述要求的金属-绝缘体-半导体-绝缘体-金属MISIM光探测器。这种器件采用增强肖特基势垒层的Langmaiz-Btodgett(L-B)薄膜。在低偏压下(5V),获得的宽带线性响应达13GHZ,外部响应约为0.9-A/W,击穿电压为1.5V,暗电流2μA。经分析,瞬间响应的增益约为2,尾随脉冲约为5％,所需的偏压和器件工艺与集成式接收器相同。     

InP基In0.53Ga0.47As光电探测器的量子效率优化

建立了不同结构的InP基PIN型In0.53Ga0.47As探测器光响应的物理模型.通过引入收集效率函数,模拟计算了探测器量子效率和光响应.采用该模型分别研究了正面进光和背面进光情况下典型的In0.53Ga0.047As/InP PIN探测器的结构参数对器件量子效率的影响.在此基础上提出了两种改进的背照射InGaAs/InP探测器结构,并讨论了其结构参数的优化.     

In0.53Ga0.47As/InP红外探测器材料与线列器件

采用LPMOCVD技术生长了In0.53Ga0.47As红外探测器器件结构材料,其晶格失配为2.19×10-4.利用锌扩散制备探测器单元和1×256线列器件,光谱响应范围为O.90～1.70 μm,量子效率为73%,在零偏压下,暗电流为1.62×10-8A,动态零压电阻为2.72×105Ω.单元探测器波段探测率为1.71×1012cmHz1/2W-1.     

短波红外In0.53Ga0.47As探测器的实时γ辐照研究

空间应用短波红外InGaAs探测器的性能不断提高,对辐照损伤越来越敏感.通过实时测试的方法,研究了不同剂量和不同剂量率的γ辐照对晶格匹配In0.53Ga0..47As探测器电流-电压特性的影响.发现在反向偏压下,辐照在器件中引起的光电流约为2 nA.辐照还会在器件引入累积损伤,导致器件的暗电流增加,并且在辐照结束后的十几分钟内不会发生恢复.当剂量率一定时,器件暗电流随着辐照剂量的增加而增大,但增大的速度趋于变缓.当总剂量一定时,器件接受的辐照剂量率越大,其暗电流的增加越多.     

In0.53Ga0.47As表面钝化及降低界面态密度的方法

采用ＰＥＣＶＤ技术，以ＴＥＯＳ为源，对Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ材料进行表面钝化，研究了ＳｉＯ２／Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ的界面态，提出降低界面态密度的方法，使其降低到８．５×１０＾１０ｅＶ＾－１ｃｍ＾－２。     

In0.53Ga0.47As／InP异质结光电二极管的深能级

采用深能级瞬态谱仪（ＤＬＴＳ）测定了Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ／ＩｎＰ异质结光电二极管的ＤＬＴＳ谱。发现存在一电子陷阱，该陷阱能级位于导带底以下０．４４ｅＶ处，能级密度为３．１０×１０１３ｃｍ－３，电子俘获截面为１．７２×１０－１２ｃｍ－２。由于深能级的存在，导致了该器件存在一种新的“暗电流”──“深能级协助隧穿电流”。     

功率增益截止频率为183GHz的In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As HEMTs

通过合理的外延层材料结构设计和改进的器件制备工艺,制备出功率增益截止频率（fmax）为183GHz的晶格匹配InP基In0.53Ga0.47As-In0.52Al0.48As HEMT。该fmax为国内HEMT器件最高值,还报道了器件的结构、制备工艺以及器件的直流和高频特性。     

功率增益截止频率为183GHz的In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As HEMTs

通过合理的外延层材料结构设计和改进的器件制备工艺,制备出功率增益截止频率(fmax)为183GHz的晶格匹配InP基In0.53Ga0.47As-In0.52Al0.48As HEMT.该fmax为国内HEMT器件最高值.还报道了器件的结构、制备工艺以及器件的直流和高频特性.     

In0.53Ga0.47As/InP高速光电二极管材料生长及光电性能

利用低压MOCVD技术制备PIN结构的InP基InGaAs外延材料。采用分层吸收渐变电荷倍增(SAGCM)结构,通过两次Zn扩散、多层介质膜淀积、Au/Zn p型欧姆接触、Au/Ge/Ni n型欧姆接触等标准半导体平面工艺,设计制造正入射平面In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP雪崩光电二极管器件。该器件采用与InP衬底晶格匹配的In_(0.53)Ga_(0.47)As材料做吸收层,InP材料做倍增层,同时引入InGaAsP梯度层。探测器件光敏面直径50μm,器件测试结果表明该器件光响应特性正常,击穿电压约43 V,在低于击穿电压3 V左右可以得到大约10 A/W的光响应度,在0 V到小于击穿电压1 V的偏压范围内,暗电流只有1 nA左右。光电二极管在8 GHz以下有平坦的增益,适用于5 Gbit/s光通信系统。     

一种应用于太赫兹频段的平面In0.53Ga0.47As耿氏二极管

介绍了一种InP衬底上的平面In0.53Ga0.47As耿氏二极管的设计、制作和测试方法。为了提高器件的输出功率,使用Advanced Design System 2011仿真软件设计了50 ?共面波导馈电结构作为器件电极,减少测试功率损耗;同时在版图设计时加大了金属电极面积,改善器件的散热效果。测试结果表明,当所加电压为4.4 V时,沟道长度和宽度分别为2 μm和120 μm器件的基波振荡频率为168.3 GHz,输出功率为-5.21 dBm。这种高功率平面结构耿氏二极管在太赫兹频段具有巨大的应用潜力。     

Physical device modelling of emitter–base junction of In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As-based SHBTs

This paper aims to evaluate the base–emitter forward characteristics of In_0.52Al_0.48As/In_0.53Ga_0.47As heterojunction bipolar transistors using numerical simulations in Silvaco while comparing results with fabricated devices. Analysis drawn from simulations reveals that in addition to doping, thickness of emitter and spacer region also plays an important role in determining the operational behaviour of device. The thickness of spacer region strongly influences the nature of heterojunction barrier formed that in turn controls the injection efficiency and dictates various recombination mechanisms. Even a few angstroms added to a spacer layer can cause considerable shift in DC characteristics. Methodology of device modelling is first validated by matching simulated results with the experimental measurements of two different structures. Spacer thickness and emitter doping is then varied in each of the structures to comprehensively study the effect of these variations onto important DC figures of merit.     

匹配In0.53Ga0.47As／InP量子阱材料的GSMBE生长及特性分析

在国产ＣＢＥ设备上，用ＧＳＭＢＥ方法首次在国内成功地生长出了具有不同阱宽（１￣１８ｎｍ）的高质量的Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ／ＩｎＰ匹配量子阱结构材料，低温光致发光谱测试结果表明：量子阱材料发光谱峰强且锐，每个阱的激子跃迁峰清晰可辨，当阱宽大于６ｎｍ时，阱中激子跃迁能量的实验值与理论计算值符合得很好；当阱宽小于６ｎｍ时，实验值小于理论值；对阱宽相同的窄阱而言，我们样品的实验值高于Ｔｓａｎｇ的实验     

高电场下In0.53Ga0.47As／In0.52Al0.48As宽量子阱中11h激光电…

研究在外加电场０～５０ｋＶ／ｃｍ范围内，Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７ａｓ／Ｉｎ０．５２ａｌ０．４８宽量子阱电透射光谱中１１ｈ激子跃迁的谱线宽度（ＦＷＨＭ）。它可分解为由温度及界面粗糙度引起的非均匀展宽（高斯型）和由外场引起的均匀展宽（劳伦兹型）。用线性叠加的近似公式代替高斯和劳伦兹方程的卷积，再与实验光谱拟合。谱线总宽度Ｔ、高斯展宽成份ＴＧ及线性叠加系数η均作为拟合参数得到，从而可得劳伦兹展宽ＴＬ。将     

截止频率为218GHz的超高速晶格匹配In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As高电子迁移率晶体管

报道了截止频率为218GHz的晶格匹配的In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As高电子迁移率晶体管,这是迄今为止国内报道的截止频率最高的高电子迁移率晶体管,器件直流特性也很优异：跨导为980mS/mm,最大电流密度为870mA/mm,文中的材料结构和所有器件制备工艺均为本研究小组自主研制开发。     

In0.53Ga0.47As雪崩光电二极管单光子探测器的温度特性研究

In_(0.53)Ga_(0.47)As雪崩光电二极管单光子探测器(SPAD)的响应覆盖短波950~1700nm,具有体积小、灵敏度高等特点,在量子通信、激光测距、激光雷达等应用有广泛前景。工作温度是影响In_(0.53)Ga_(0.47)AsSPAD性能的重要因素,温度越高暗计数率越大,导致器件的噪声也越大。研究器件温度特性是实现暗计数抑制的重要途径。建立了数学模型来提取器件光电性能参数,通过分析吸收层、倍增层中载流子对温度的影响,获得最优器件结构参数。最后,制作了光敏面直径达到70μm的In_(0.53)Ga_(0.47)AsSPAD芯片,并进行了封装测试。结果显示,70μmIn_(0.53)Ga_(0.47)AsSPAD在室温下的探测效率为14.2%,暗计数率为88.6kHz,噪声等效功率为3.82×10^(-16)W·Hz^(-1/2),仿真结果与测试结果的拟合曲线一致。