In_(0.53)Ga_(0.47)As MSM光电探测器光电响应速度研究

本文通过分析In_(0.53)Ga_(0.47)As材料的电子漂移速度与电场的非线性关系,研究了In_(0.53)Ga_(0.47)As金属-半导体-金属光电探测器(MSM-PD)的光电响应与指状电极间距离、光吸收层杂质浓度及工作电压之间的关系。研究结果表明、光电响应速度存在最佳值。用计算机辅助分析得到的In_(0.53)Ga_(0.47)As MSM-PD的光电响应时间与偏置电压的关系与实验器件实测结果相一致。研究结果为设计高速响应In_(0.53)Ga_(0.47)As MSM-PD及建立器件光电响应模型提供了依据。     

InP衬底上Ga_(0.47)In_(0.53)As/InP液相外延生长

用液相外廷获得了与InP晶格匹配的Ga_(0.47),In_(0.53)As单晶外延层.本文叙述在(100)和(111)InP衬底上Ga_(0.47)In_(0.53)As/InP液相外延生长方法.用常规滑动舟工艺生长的这种外延层,其表面光亮,Ga的组分x=0.46～0.48,晶格失配率小于2.77×10~(-4),禁带宽度E_g=0.74～0.75eV.使用这种Ga_(0.47)In_(0.53)As/InP/InP(衬底)材料研制的长波长光电探测器,在波长为0.9～1.7μm范围内测出了光谱响应曲线,在1.55μm处呈现峰值.     

新的高速长波Al_(0.48)In_(0.52)As/Ga_(0.47)In_(0.53)As多量子阱APD

一种新的长波(λ=1.3μm)超晶格雪崩光电二极管已工作。该器件结构为p~+in~+,是采用MBE生长的,在p~+和n~+Al_(0.48)In_(0.52)As透明层之间,由35个周期的Al_(0.48)In_(0.52)As(139A)/Ga_(0.47)In_(0.53)As(139A)多量子阱     

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。     

与(100)—InP晶格匹配的InGaAs的气相外延生长

本文描述了与(100)—InP衬底晶格匹配的In_(0.53)Ga_(0.47)As的气相外延生长,并给出了由这种材料制作的光电二极管的特性。确定了使用氢化物法,在不同的Ga—HCl流量下进行晶格匹配生长所需要的气体流量条件。研究了在650—750℃的温度范围内,衬底温度对进行晶格匹配生长所必需的气体流量比的影响。实验发现,在该温度范围内,生长速率从大约8μm/小时变化到约60μm/小时。测得表面反应的激活能为44千卡/克分子。用InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP结构制作的光电二极管表明,在1.22μm波长下,上升和下降时间≤1毫微秒,量子效率超过95％。     

长波长、环形In_(0.53)Ga_(0.47)As p-i-n光电探测器

我们叙述一种新型的环形p-i-n In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP光电探测器,该探测器光谱响应范围是1.0～1.6μm。这种探测器的几何结构是:穿过整个芯片厚度,腐蚀构成直径为150μm的直壁圆孔,且要与直径为430μm的台面同心。当光入射到1.5×10~(-3)cm~2环形台面上被接收时,圆孔要允许穿过二极管而聚焦后的光的传输。这种器件的几何形状可以用于正面激光监视器、纤维分路接头以及在诸如光盘存储读出等许多背向散射应用中,它均能成为一种新的低损耗、无耦合器传输系统的关键元件,这些都将给予讨论。     

In_(0.53)Ga_(0.47)As的液相外延生长

用液相外延的方法在(100)取向的InP衬底上生长了晶格匹配的In_(0.53)Ga_(0.47)s.采用普通的原材料,经过适当的处理工艺,已经获得室温载流子密度为(5-10)×10~(15)cm~(-3),电子迁移率高达9450cm~2/V·s的In_(0.53)Ga_(0.47)As外延层.     

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。     

X射线光电子能谱法研究In_(0.53)Ga_(0.47)As基Er_2O_3薄膜的能带排列

采用分子束外延(MBE)法在In_(0.53)Ga_(0.47)As衬底上沉积了金属Er薄膜,后经氧气退火得到Er_2O_3薄膜。台阶仪测得该Er_2O_3薄膜厚约10 nm。X射线光电子能谱(XPS)显示,采用此方法得到的Er_2O_3薄膜符合化学计量比。原子力显微镜测试结果显示,该薄膜表面平整。采用X射线光电子能谱同时测得Er 4d、In 3d和O1s的芯能级谱、Er_2O_3的价带谱以及O1s的能量损失谱,从而得到Er_2O_3的禁带宽度以及Er_2O_3与In_(0.53)Ga_(0.47)As衬底之间的价带偏移和导带偏移,数值分别为(5.95±0.30)eV、(-3.01±0.10)eV和(2.24±0.30)eV。通过X射线光电子能谱方法得到了Er_2O_3/In_(0.53)Ga_(0.47)As异质结的能带排列。从能带偏移的角度来看,上述研究结果表明,Er_2O_3是一种非常有应用前景的In_(0.53)Ga_(0.47)As基栅介质材料。     

单片集成In_(0.53)Ga_(0.47)As-PIN/InP-MISFET

<正> 日本 NEC 光电研究实验室最近报导,他们把 In_(0.53)Ga_(0.47)As PIN 光电二极管和 InPMISFET 单片集成在掺 Fe 的半绝缘 InP 衬底上。在100Mbit/s NRZ 伪随机信号的情况下测量了     

0.35μm栅长的GaAs和GaInAs HEMT的理论比较

<正> 用GaAs/Al_(0.32)Ga_(0.68)As,In_(0.15)Ga_(0.85)As/Al_(0.15)Ga_(0.85)As和Ga_(0.47)In_(0.53)As/Al_(0.48)In_(0.52)As三种不同材料系统制作了栅长几乎都为0.35μm的HEMT,我们报道了对这三种HEMT性能所做的理论研究结果。采用综合Morite Carlo模型进行计算,该模型包括实空间转移的整个过程:二维电子气输运特性、不稳定输运及由Poisson方程独立解得到的二维电场分布。根据Ⅰ-Ⅴ特性、跨导和截止频率的测试结果,比较了每种器件的性能。采用这种方法可以完全区别材料参数对器件性能的影响,并将它们分别弄清楚。结果表明,采用InGaAs材料制作的器件的工作性能比传统的GaAs/AlGaAs器件好     

In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP异质结的深能级

我们报道关于用液相外延生长的In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP异质结雪崩光电二极管中的深能级。使用导纳光谱学和静态电容-电压枝术鉴别并研究了两个电子能级。发现一个能级仅位于InP层中,是激活能∈_(1A)=0.20±0.02ev的类似受主能级,其体密度为N_(1A)≈10~(15)cm~(-3)。该陷阱密度在In_(0.53).Ga_(0.47)As/InP异质界面上急剧升高到该区域内的背景载流子浓度的10倍左右。由于能带之间的排斥,在低温下陷阱的填充使得在异质界面上导带不连续从△∈_(?)=0.19ev降低到0.03ev。而第二个陷阱仅呈现In_(0.53)Ga_(0.47)As特性,其激活能∈_(tB)=0.16±0.01ev,体密度在3×10~(13)cm~(-3)和8×10~(13)cm~(-3)之间。     

650～700℃ LPE生长三元合金In_(0.53)Ga_(0.47)As/(100)Inp

首先用正规溶液模型,在650～700℃间计算了In_(0.53)Ga_(0.47)As的液相组分。通过实验调整,在653℃、684℃和701℃LPE生长了与(100)InP衬底晶格匹配的非故意掺杂三元合金In_(0.53)Ga_(0.47)As,并测量了其外延层的载流子浓度、霍尔迁移率和电阻率。684℃生长的外延层具有光滑的表面彤貌,室温下其载流子浓度为3.7×10~(15)cm~(-3),霍尔迁移率为9.07×10~3cm~2/v·s,电阻率为0.19Ω—cm。     

正面入射In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP光电PIN管量子效率研究

本文建立正面入射型In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP光电PIN二极管量子效率理论分析模型;分析了提高量子效率的途径:减小结深,改善表面状况对提高器件量子效率有显著作用。应用于器件制作,使器件量子效率在无防反射涂层时可达60％左右,有防反射涂层时高达85％。     

一种理想的长波长光纤通信探测器

关于长波长探测器已有很多报导。文本将介绍我们研制成功的一种理想的长波长In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP探测器。它不仅具有性能好,而且具有工艺简单、重复性好、成品率高等特点。     

制备在半绝缘磷化铟上的新式InGaAs PIN光电二极管

In_(0.53)Ga_(0.47)As作为磷化铟(InP)晶格匹配良好的三元材料,在长波长(0.9～1.6μm)光接收机中的应用已被完全确认。在高速光探测方面,文献中已经报道了多种类型的探测器,如肖特基光电二极管、光敏电阻和PIN光电二极管。虽然象100GHzGaAs肖特基二极管这样的极高速光探测器已经有所报道,但是由于InGaAs材料的禁带宽度窄,表面态密度高,因此难以用它制备出可靠的肖特基势垒器件。光敏电阻虽显示出数十皮秒(10~(-12)秒)的高速上升时间,并且具有大光电导增益所需要的势能,然而其缺点是     

三元合金In_(0.53)Ga_(0.47)As迁移率的研究

<正> 本文对在(100)InP衬底上生长的晶格匹配的三元合金In_(0.53)Ga_(0.47)As的电子迁移率进行了研究,从理论上分析了影响电子迁移率的主要散射机构:极化光学声子散射,电离杂质散射,合金散射。并得出了有关结论。 半导体材料在低场下,平均漂移速度的大小与电场强度成正比,v_d=uε,迁移率的大小与温度、载流子浓度、材料的类别等有关,微观上则与各种散射因素相关,本文讨论的是在一定的温度区间(77～300K)、一定的杂质浓度(n～10~(16)cm~(-3))下,三元合金In_(0.53)Ga_(0.47)As的电子迁移率与几种主要的散射机构之间的关系。     

适用于长波长光纤通信的0.95～1.65μm In_(0.53)Ga_(0.47)As光电二极管

本文报导了一种用于0.95～1.65μm长波长光通信的ln_(0.53)Ga_(0.47)As光电二机管,在-5V时,灵敏度R≥0.5μA/μW;暗电流I_D<10nA;二极管电容C_D<2pF,文中概述了器件结构和制造方法。     

In_(0.53)Ga_(0.47)As光电PIN二极管

<正>特点 掺Sn的InP衬底上生长In_(0.53)Ga_(0.47)As液相外延材料,正面光注入型台式结构,Zn扩散形成PN结.用途 光纤通讯     

简讯

贝尔实验室的H.J.Stocker 等人用1:1:x(H_2SO_4:H_2O_2:xH_2O、10≤x≤500)作腐蚀剂形成台面In_(0.53)Ga_(0.47)As光电二极管,明显地降低了暗电流。该器件采用(100)InP:Sn或InP:S衬底,靠LPE生长4～7μm厚常规非掺杂n—In_(0.53)Ga_(0.47)As外延层(2～6×10~(15)cm~(-3),在400℃下使蒸发或电镀的Au—Zn和Au—Sn膜合金化10秒钟,形成欧姆接触。用1:1:50(H_2SO_4:H_2O_2:50H_2O)处理20秒的光敏面为6×10~(-5)cm~(-2)的台面光电二极管在10V下的暗电流从BrM处理的10nA降低到1nA。并且其电容仅