垂直入射Si_(0.7)Ge_(0.3)/Si多量子阱光电探测器

报道了正入射Si0.7Ge0.3/Si多量子阱结构光电探测器的制作和实验结果.测试了它的光电流谱和量子效率.探测器的响应波长扩展到了1.3μm以上波段.在1.3μm处量子效率为0.1%.量子效率峰值在0.95μm处达到20%.     

Si基Ge薄膜共振腔增强型光电探测器的设计与模拟

设计了Si衬底上Ge薄膜共振腔增强型光电探测器的器件结构,理论计算了上下反射镜Si/Si O2的对数、吸收区Ge薄膜的厚度、有源区面积等参数对器件的外量子效率、带宽等性能的影响。当器件上下反射镜Si/Si O2的对数分别为2和3,Ge薄膜的厚度为0.46μm,器件的台面面积小于176μm2时,探测器在中心波长1.55μm处的外量子效率达到0.64,比普通结构提高了30倍,同时器件的带宽达到40 GHz。     

具有90nm调谐范围的1.3μm Si基MOEMS可调谐光滤波器

利用表面微机械技术,成功制作了1.3μm Si基MOEMS可调谐光滤波器.原型器件在50V的调谐电压下,调谐范围为90nm.该技术可以用于制作1.3μm Si基可调谐光探测器.     

具有90nm调谐范围的1.3μm Si基MOEMS可调谐光滤波器

利用表面微机械技术,成功制作了1.3μm Si基MOEMS可调谐光滤波器.原型器件在5 0 V的调谐电压下,调谐范围为90 nm.该技术可以用于制作1.3μm Si基可调谐光探测器.     

SiGe/Si单光子雪崩光电二极管仿真

通过理论模拟CMOS工艺兼容的SiGe/Si 单光子雪崩二极管,研究并讨论了掺杂条件对于电场分布、频宽特性、以及器件量子效率的影响。设计出具有浅结结构、可在盖革模式下工作、低击穿电压(30 V)的1.06 m单光子技术雪崩光电二极管。器件采用分离吸收倍增区结构,其中Si材料作为倍增区、SiGe材料作为吸收区,这充分利用了硅材料较高的载流子离化比差异,降低了器件噪声;在1.06 m波长下,SiGe探测器的量子效率为4.2%,相比于Si探测器的效率提高了4 倍。仿真表明优化掺杂条件可以优化电场分布,从而在APD击穿电压处获得更好的带宽特性。     

可见增强的32×32元平面型InGaAs/InP面阵探测器

为了实现In Ga As探测器响应波段向可见增强,在传统的外延材料中加入一层In Ga As腐蚀阻挡层,制备了32×32元平面型In Ga As面阵探测器,采用机械抛光和化学湿法腐蚀相结合的方法,去除了In P衬底.结果表明,探测器的响应波段为0.5~1.7μm,室温下在波长为500 nm处的量子效率约为16%,850 nm处量子效率约为54%,1 550 nm处量子效率约为91%.暗电流大小与衬底减薄之前基本保持一致.理论分析了材料参数对器件量子效率的影响,为进一步优化可见波段探测器的量子效率提供了依据.     

利用表面等离子体波提高铂硅红外探测器量子效率

为提高铂硅肖特基势垒红外探测器的量子效率,文章将平坦的铂硅-p型硅金半接触界面设计成光栅结构,利用光栅耦合激发表面等离子波效应提高铂硅红外探测器光耦合效率.采用严格耦合波分析方法优化了光栅结构参数以及模拟了探测器在等离子共振波长处的电场分布.最后探讨了光耦合效率与铂硅红外探测器量子效率的定量关系,发现在3~5μm波段光栅结构的量子效率较平坦结构能提高2倍多,在波长3μm和3.4μm时分别提高2.94和2.5倍.     

Si基Ge量子点光电探测器的研究

采用UHV／CVD方法在Si（100）衬底上生长了多层的自组织Ge量子点,用AFM对量子点的形貌和尺寸分布进行了研究。材料的低温（10K）PL谱测试表明,由于量子点的三维限制作用,跟体材料的Ge相比,Ge量子点的NP峰表现出87meV的蓝移。在此基础上,流水制作了p-i-n结构的量子点红外探测器。室温下,测得其在1．31μm和1．55μm的响应度分别为0．043mA／W和0．0014mA／W,覆盖了体Si探测器所不能达到的响应范围。     

高性能肖特基势垒IR-CCD摄像传感器(特邀)

研制了32×63和64×128像素高性能PtSi和Pd_2Si肖特基势垒IR-CCD摄像传感器。80K下工作的PtSi肖特基势垒探测器(SBD_S)在3～5μm光谱区内具有百分之几的量子效率,截止波长6.0μm。工作在120～140K之间的Pd_2Si SBD_s在1.0～2.5μm光谱区的量子效率为1.0～8.0%,截止波长3.6μm。用64×128像素PtSi肖特基势垒IR-CCD摄像器件在60帧/秒的与IR兼容的TV摄像机中已经摄出了高质量的热像。用Pd_2Si肖特基势垒IR-CCD摄像传感器还得到了质量良好的SWIR反射红外摄像。     

1.3 μm InGaNAs/GaAs多量子阱"一镜斜置三镜腔"光探测器

报道了一种基于InGaNAs/CmAs多量子阱的1.3μm GaAs基"一镜斜置三镜腔"光探测器,采用分子束外延(MBE)技术在GaAs衬底上直接生长高质量的GaAl/AIAs分布布拉格反射镜(DBR)和InOaNAs/GaAs多量子阱吸收层,实现了单片集成的GaAs基长波长"一镜斜置三镜腔"光探测器.探测器的峰值响应波长位于1298.4 nm,光谱响应线宽(FWHM)为1.0 nm,量子效率为3%,在零偏压下其暗电流密度为3.75×10 13A/μm2.     

Amorphous Si/Si heterojunction microwave transistors

Because the emitter-base junctions of amorphous Si/Si heterojunction bipolar transistors (HBTs) with a conventional structure are inside the amorphous Si (a-Si) layer, their high-frequency performance is limited due to very low electron velocity in a-Si. An improved structure, the two-dimensional-electron-gas (2DEG) emitter structure, is proposed to overcome these problems, and a-Si/Si HBTs with good high-frequency performance are fabricated. Their low-temperature fabrication technology can be extended to other III-V-compound HBTs     

Si1-XGeX/Si红外光电探测器

本文报导了用两种缓冲层生长技术研制的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ异质结ｐｉｎ型红外探测器。其波长范围为０．７０～１．５５μｍ,峰值波长为０．９６～１．０６μｍ,暗电流密度低达０．０３μＡ／ｍｍ＾２（－２Ｖ）,在１．３μｍ处的响应度高达０．１５Ａ／Ｗ（－５Ｖ）;讨论了Ｇｅ组分、外延层厚度、偏置电压等对探测器参数的影响。     

Monolithic Si nanocrystal/crystalline Si tandem cells involving Si nanocrystals in SiC

Monolithic tandem cells involving a top cell with Si nanocrystals embedded in SiC (Si NC/SiC) and a c‐Si bottom cell have been prepared. Scanning electron microscopy shows that the intended cell architecture is achieved and that it survives the 1100 °C anneal required to form Si NCs. The cells exhibit mean open‐circuit voltages V_oc of 900–950 mV, demonstrating tandem cell functionality, with ≤580 mV arising from the c‐Si bottom cell and ≥320 mV arising from the Si NC/SiC top cell. The cells are successfully connected using a SiC/Si tunnelling recombination junction that results in very little voltage loss. The short‐circuit current densities j_sc are, at 0.8–0.9 mAcm⁻², rather low and found to be limited by current collection in the top cell. However, equivalent circuit simulations demonstrate that in current‐mismatched tandem cells such as the ones studied here, higher j_sc, when accompanied by decreased V_oc, can arise from shunts or breakdown in the limiting cell rather than improved current collection from the limiting cell. This indicates that V_oc is a better optimisation parameter than j_sc for tandem cells where the limiting cell exhibits poor junction characteristics. The high‐temperature‐stable cell architecture developed in this work, coupled with simulations highlighting potential pitfalls in tandem cell analysis, provides a suitable route for optimisation of Si NC layers for photovoltaics on a tandem cell device level. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

Si:Si LEDs with room-temperature dislocation-related luminescence

Silicon-based light-emitting diodes (LEDs) fabricated by the Si-ion implantation and chemical-vapor deposition methods are studied. Room-temperature dislocation-related electroluminescence (EL) is observed in LEDs based on n-Si. In LEDs based on p-Si, the EL is quenched at temperatures higher than 220 K. The EL-excitation efficiencies are measured for the D1 line at room temperature and the D1 and D4 lines at liquid-nitrogen temperature.     

Si/Si直接键合界面性质的研究

通过三步直接键合方法实现了 Si/ Si键合。采用 XPS、FTIR、I-V、拉伸强度等手段对 Si/ Si键合结构的界面特性作了深入广泛的研究。研究结果表明 ,高温退火后 ,在键合界面没有 Si-H和 Si-OH网络存在 ,键合界面主要由单质 Si和不定形氧化硅 Si Ox 组成。同时 ,研究还表明 ,I-V特性和键合强度强烈地依赖于退火温度。     

Si／Si1—xGex异质结器件

本文综述了国外Si/Si_(1-x)Ge_xHBT的发展状况,把出Si_(1-x)Ge_xHBT的特点和优越性,分析了Si_(1-x)Ge_xHBT的制造技术和设备要求,指出了Si/Si_(1-x)Gex器件的应用前景。     

采用低温Si技术的Si/SiGe异质结P-MOSFET

针对S i/S iG e p-M O SFET的虚拟S iG e衬底厚度较大(大于1μm)的问题,采用低温S i技术在S i缓冲层和虚拟S iG e衬底之间M BE生长低温-S i层。S iG e层应力通过低温-S i层释放,达到应变弛豫。XRD和AFM测试表明,S i0.8G e0.2层厚度可减薄至300 nm,其弛豫度大于85%,表面平均粗糙度仅为1.02 nm。试制出应变S i/S iG e p-M O SFET器件,最大空穴迁移率达到112 cm2/V s,其性能略优于目前多采用1μm厚虚拟S iG e衬底的器件。     

与Si 工艺兼容的Si/ SiGe/ Si HBT 研究

我们对Si/SiGe/Si HBT及其Si兼容工艺进行了研究,在研究了一些关键的单项工艺的基础上,提出了五个高速Si/SiGe/Si HBT结构和一个低噪声Si/SiGe/Si HBT结构,并已研制成功台面结构Si/SiGe/Si HBT和低噪声Si/SiGe/Si HBT,为进一步高指标的Si/SiGe/Si HBT的研究建立了基础。     

射频Si/SiGe/Si HBT的研究

在Si／SiGe／SiHBT与Si工艺兼容的研究基础上，对射频Si／SiGe／SiHBT的射频特性和制备工艺进行了研究，分析了与器件结构有关的关键参数寄生电容和寄生电阻与Si／SiGe/Si HBT的特征频率fT和最高振荡频率fmax的关系，成功地制备了fT为2．5CHz、fmax为2．3GHz的射频Si／SiGe／SiHBT，为具有更好的射频性能的Si／SiGe／Si HBT的研究建立了基础。     

Si／SiGe／Si HBT的优化设计

给出了常温和低温Ｓｉ／ＳｉＧｅ／ＳｉＨＢＴ的设计原则，并进行了讨论。指出了低温和室温ＨＢＴ设计上的差异。这些原则可用于设计特定要求的Ｓｉ／ＳｉＧｅ／ＳｉＨＢＴ。