《大面积碳化硅紫外雪崩光电二极管》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: Lightfeng
  • 发布时间:2018-10-29
  • 中国河北半导体研究所报告了大面积800μm直径的4H-多型碳化硅紫外雪崩光电二极管(SiC UV APD),其具有改善的量子效率、增益和暗电流。这是“首次”使用变温光致抗蚀剂回流技术来创建平滑的斜边壁,该斜边壁可抑制泄漏电流并避免过早的边缘击穿。

    研究人员声称,据他们所知,他们已经获得了基于大面积4H-SiC APD的可见盲紫外探测器的最佳整体性能,其高增益超过106,高量子效率为81.5% ,暗电流低,紫外/可见光的抑制比高达103。研究表明直径为800μm的器件的增益、量子效率和暗电流性能与直径小于300μm的APD相当。

    紫外检测在天文学、通信和生化分析中具有广泛的应用。军事警告和制导系统可以使用可见盲紫外线感应来引导或跟踪导弹羽流。

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    • 编译者:Lightfeng
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    • 美国和中国的研究人员合作开发了具有低暗电流和高增益的(001)硅基单片砷化铟(InAs)量子点(QD)雪崩光电二极管(APD)结构。 该团队声称,该器件是首款具有低暗电流的硅单片InAs QD APD,适用于光纤O波段(1260-1360nm)通信。这些基于QD的APD享有与QD激光器共享相同的外延层和加工流程的优势,能促进与硅平台上激光源的集成。当考虑到高达323K(50°C)的高增益和低暗电流性能时,这些APD在超级计算机和数据中心内的节能互连中具有巨大的应用潜力。 实验中,击穿电压随温度升高表明,雪崩而不是隧穿是主要机制。研究人员指出,33nA暗电流值比Si / Ge APD,Si上的InGaAs / InAlAs APD和最近异质地集成在Si上的InAs QD APD降低了两个数量级以上。由于APD设备中的混合注入,噪声很大,需要进一步降低噪声。该团队打算使用分离吸收,电荷和倍增雪崩光电二极管(SACM-APD)结构,以降低噪声和提高速度。 对调制信号的响应显示,其3.dB带宽为2.26GHz,偏置电压为-6V,在-15.9V时减小至2.06GHz。研究人员将减少归因于较高的反向偏置下的雪崩累积时间。电阻电容(RC)限制的带宽估计为5.16GHz。研究人员计划使用半绝缘硅衬底或厚的苯并环丁烯(BCB)/ SU8层来改善RC性能,以减少寄生电容效应。 伪随机二进制序列调制在-3dBm功率下的性能产生了睁眼图,数据速率高达8Gbit / s。 使用2.5Gbit / s序列时,在-15.9V偏置下,误码率(BER)显着降低。
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    • 编译者:张卓然
    • 发布时间:2021-05-21
    • X-Fab已经改进了其180纳米传感器工艺,将光电二极管的性能从紫外光增强到近红外光。 为了提升光电二极管的性能,X-Fab硅晶圆代工厂已经扩大了其XS018 180纳米传感器生产工艺。 增强型XS018工艺模块专用于光电二极管制造,从紫外光(UV)到近红外光(NIR)有六个不同的方案可供选择。光电二极管工艺能够提供同类最好的紫外光敏感度,长波紫外线波段的量子效率(QE)为40%,中波紫外线波段的量子效率为50%~60%,短波紫外线波段的量子效率高于60%。 对于850纳米近红外光电二极管来说,这个工艺的量子效率比基于原始XH018工艺的传统设备的量子效率提高了17%,对于905纳米的近红外光电二极管,量子效率也提高了5%。 这个工艺模块使得能够通过指定金属孔径的大小来判定光电二极管的响应度。因此,光电二极管的输出电流可在全电流和无电流之间调整,从而对滤波引起的任何差异进行补偿。这进而又简化了光电二极管阵列的伴随放大电路。 其它增强包括,与基于早期XH018一代的设备相比,这个工艺模块的填充因子增加了10%。通过这个工艺模块,可以制造出能够对较低光照水平做出反应的设备,或者可以减少模具的尺寸,从而节省空间。 “通过持续的投资,X-Fab已经建立了强大的光电信用资质。这方面的一个证据是这个事实,全世界生产的手机超过20%配有我公司生产的环境光传感器,”X-Fab负责产品营销的副总裁路易吉·迪·卡普阿说道。“得益于我公司们在光电二极管产品方面取得的进展,我公司现在能够更好地满足客户对近距离传感、光谱分析和光学距离/三角测量解决方案的需求。”