硅基PIN光电探测器结构参数对其性能的影响

对硅基PIN光电探测器器件模型进行了理论分析,讨论了硅基PIN光电探测器的I-V特性与器件的i层厚度和整体宽度的变化关系,并进行了仿真分析。实验结果表明,随着i层厚度从5μm增加到70μm,器件的正向电流逐步减小,且i层厚度与其正向电流成反比;随着器件宽度从50μm增加到90μm,器件的正向电流逐步增大,且器件宽度与其正向电流成正比;引入保护环结构可以明显降低器件的暗电流。对PIN器件的结构参数进行了优化设计,结果表明在所设置的器件工艺条件下,当器件的i层厚度为50μm、整体宽度为70μm时,器件的性能最佳。     

硅PIN光电二极管光谱响应特性的数值模拟计算

对硅PIN光电二极管的光谱响应特性作了详细的分析计算,得到了硅PIN光电二极管光谱响应的计算公式;给出了器件光谱响应曲线的绘制方法.实测数据与公式计算结果吻合较好.讨论了器件工艺参数变化对光谱响应的影响.     

用于光纤通信的硅光电探测器的研制

根据光纤入户（FTTH）的应用特点,选用外延层厚度和电阻率各不相同的三种硅外延片,研制了用于FTTH的PIN硅光电探测器,并与硅单晶材料的PN结光电二极管进行了全程比对.测量结果表明,PIN探测器的暗电流可达10-11A量级,响应时间为2 ns.分析了Ⅰ层厚度和电阻率对探测器件暗电流、结电容和响应时间的影响及引起特性差别的原因,为设计能满足光纤通信要求的光电探测器提供了依据.     

倒金字塔结构的黑硅PIN光电探测器的研究

由于晶体硅间接带隙的本质,光的吸收系数较低 ,影响了硅基光电探测器的量子效率。倒金字塔结构被证明是能够使得单晶硅片的光吸收效 率接近Yablonovitch limit的有效陷光结构。本论文采用金属催化腐蚀技术在单晶硅上制备具有随机分布的 倒金字塔陷光结构,并将其应用 到PIN光电探测器。结果显示具有倒金字塔结构的黑 硅PIN光电探测器加权平均反射率从20.18%降低至4.77%,探测器的漏电流仅0.9 nA, 光谱响应度达到0.64 A/W,较常规硅探测器提高33%。这些结果表明金属催化腐蚀技 术形成的倒金字塔结果能有效降低器件的表面反射率,从而提高探测器的光谱响应度。     

一款低成本硅PIN光电二极管偏置电路的设计及应用

硅PIN光电二极管在微弱光信号检测领域的应用越来越广泛,但其效果会受到偏置电压等因素的影响,稳定性高、纹波系数小的偏置电压对准确获得被测信号来说是必不可少的。设计一款基于TPS61040电压转换芯片的硅PIN光电二极管偏置电路,并将其用于NaI(Tl)晶体的微弱光信号检测,取得了良好的效果。     

飞秒激光诱发硅PIN光电二极管饱和特性的实验研究

实验研究了不同脉冲能量的飞秒激光诱发硅PIN光电二极管瞬态响应信号的特性。发现了探测器响应瞬态响应信号相继出现了三个明显的相位,深入讨论了飞秒激光诱发的高注入载流子在瞬态响应信号演化过程中所起的作用。结果表明,高注入载流子产生的空间电荷屏蔽效应是导致瞬态响应信号呈现三个相位的主要因素,它导致瞬态响应信号的持续时间主要取决于载流子双极扩散的速度。增加飞秒激光的脉冲能量会进一步延长探测器瞬态响应信号的持续时间。因此,飞秒激光会削弱探测器的工作性能,尤其是在高速信号探测中的工作性能。     

硅基波导共振增强型光电探测器的设计与模拟

SiGe是间接带隙材料,吸收系数非常小,因而SiGe探测器在红外波段的量子效率很低.本文提出一种新型的探测器结构,即波导共振增强型光电探测器,该器件主要由两个介质布拉格反射镜和波导吸收区构成,器件尺寸较传统波导型探测器大为减小,吸收区的长度不受SiGe临界厚度的限制,实现了量子效率和响应速度的优化.本文在数值模拟的基础上,对器件结构进行了优化设计,结果表明7.6μm长的波导探测器可以得到20%以上的量子效率.     

吸收层与倍增层分离的4H-SiC雪崩光电探测器

设计和制备了吸收层和倍增层分开的4H-SiC穿通型雪崩紫外光电探测器.设计器件的倍增层和吸收层厚度分别为0.25和1μm.采用multiple junction termination extension(MJTE)方法减少器件的电流集边效应和器件表面电场.对器件的暗电流、光电流和光谱响应进行了测量.器件在55V的低击穿电压下获得了一个高的增益(＞104);穿通前器件暗电流约为10pA数量级;0V偏压下器件光谱响应的紫外可见比大于103.光谱响应的峰值波长随反向偏压的增大而向短波方向移动,在击穿电压附近光谱响应的峰值波长移到210nm,此波长远远小于在0V时的响应峰值.结果显示器件在紫外光探测中具有优良的性能.     

集成光电探测器绝对光谱响应度的研制

分析了光电探测器的结构及光谱响应度的测试原理,基于LabVIEW图形化软件,研制了一套0.2～1.1 μm的光电探测器绝对光谱响应度测试装置.本系统采用单光路小光点标准替代法进行测量,系统组成灵活并可扩展,配合自行研制的驱动电路和采样保持电路,可以满足不同器件的需要.采用本系统对上海技物所研制的多种集成光电探测器的绝对光谱响应度进行测试,测试结果表明了系统的可行性.     

圆形电极液晶垂直取向模式TFT-LCD视角特性的模拟计算

提出了一种圆形电极结构,将其应用于倾斜电场液晶垂直取向(Patterned Vertical Alignment,PVA)模式TFT-LCD,称为圆形电极模式.用Expert LCD软件模拟了指向矢分布和对比度视角锥分布,并对模拟计算结果进行了分析.与传统的PVA模式相比,完全圆形电极模式视角显著扩大,且高对比度的视角扩大比例更大些,结论表明具有新的电极结构的显示器件具有更好的视角特性.     

GaAs MSM结构光电探测器的光电特性研究

报导了作者研制的GaAs MSM—PD的直流及脉冲光电特性,对不同材料、不同结构尺寸的器件进行了试验和分析,测试结果:最大暗电流1.9nA,最高灵敏度为0.25A/W,FWHM小于110 ps(10V下),有较好的光电流和光功率线性关系,通过实验研究,发现对插指结构的器件在同一面积下受光面积与单位面积上的光电流存在最优化选择。     

Simulation and Design of a High Responsibility PIN Photodetector

A silicon-based PIN photodetector structure with the characteristics of high responsibility and high cut-off frequency fabricated with the PERL(the passivated emitter and the rear locally-diffused)technologies is introduced in this paper.After making some tiny adjustments of the structure,Silvaco software is used to simulate three similar structures of PIN photodetector by measuring the spectral response,dark current,cut-off frequency and dc characteristics.From the results,it is concluded that PIN photodet...     

PIN光电探测器低噪声前置放大电路设计

该文设计了一款PIN光电探测器的低噪声前置放大电路,选用低噪声器件,设计带通滤波电路,实现阻抗匹配,消除噪声。该电路由＋15V和±5V三电源驱动,照射激光波长λ=850nm,光脉冲频率f=10kHz,光脉冲宽度τ=20ns。通过软件仿真及实物测试,达到响应度Re（V/W）≥2×10^5,上升时间Tr（ns）≤13,暗噪声电压峰峰值VN（mV）≤10,闭环增益A（dB）≥60等指标,表明该文方法可以为低噪声前置放大电路设计提供指导。     

Numerical Simulation of Spectral Response for 650 nm Silicon Photodetector

The theoretical spectral response formula of the N+-N-I-P+ silicon photodetector with high/low emission junction is given. At the same time, considering the process requirements, the optimum structure parameters of silicon photodetector are obtained by numerical calculation and simulation. Under the condition of these optimum structure parameters, the responsivity of the silicon photodetector will be 0.48 A/W at 650 nm.     

基于OrCad软件的PIN光电探测器的Pspice建模仿真分析

利用OrCad软件的Model Editor模块建立了PIN光电探测器的Pspice仿真模型,对比分析了PIN光电探测器的实验数据与仿真数据,对PIN光电探测器仿真模型进行修正.最终建立了可用于电路仿真的PIN光电探测器的Pspice模型,该模型有助于设计人员在工程设计之初,利用仿真软件对光电接收电路进行仿真优化.     

高可靠性PIV光电探测器底座封装技术

针对PIN探测器易损坏、焊接等场合使用不便之缺点,提出一种新型高可靠性的探测器底座封装技术。实测特性表明,应用这种封装不仅没有降低PIN探测器性能,反而大大加强了探测器应用的牢固性。     

Numerical Simulation of Spectral Response for 650 nm Silcon Photodetector

The theoretical Spectral response formula of the N^ -N-I-P^ silicon photodetector with high/low emission junction is given.At the same time,considering the process requirements,the optimun structure parameters of silicon photodetector are obtained by numerical calculation and simulation.Under the condition of these optimum structure parameters,the responsivity of the silicon photodetector will be 0.48A/W at 650 nm.     

内调制光电探测器特性的模拟与实验分析

给出了内调制光电探测器受光结光生电压、输出结电流及内调制特性的理论模型;在此基础上进行数值计算,得到模拟曲线;并将实验曲线与模拟曲线对比,结果吻合.然后深入分析了栅压对受光结的光电特性的影响,以及在横向发生的抽取效应对受光结的影响,并对此器件内调制特性进行解析,阐明了其内调制工作机制.