APD紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)與外延工藝研究

APD紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)與外延工藝研究

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1、中文圖書分類號(hào):TN312密級(jí):公開UDC:38學(xué)校代碼:10005碩士學(xué)位論文MASTERALDISSERTATION論文題目:APD紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)與外延工藝研究論文作者:田迎學(xué)科:微電子學(xué)與固體電子學(xué)指導(dǎo)教師:鄧軍副教授論文提交日期:2015年6月UDC:38學(xué)校代碼:10005中文圖書分類號(hào):TN312學(xué)號(hào):S201202064密級(jí):公開北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文題目:APD紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)與外延工藝研究英文題目STUDYONTHESTRUCTUREANDEPITAXYTECHNOLOGY:OFAPD

2、PHOTODETECTORSBASEDONINPSUBSTRATE論文作者:田迎學(xué)科:微電子學(xué)與固體電子學(xué)研究方向:半導(dǎo)體光電子學(xué)申請(qǐng)學(xué)位:工學(xué)碩士指導(dǎo)教師:鄧軍副教授所在單位:電子信息與控制工程學(xué)院答辯日期:2015年6月1日授予學(xué)位單位:北京工業(yè)大學(xué)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其它人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得北京工業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同

3、志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。簽名:田迎日期:2015年6月5日關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解北京工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,即:學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件,允許論文被查閱和借閱;學(xué)??梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容,可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。(保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)簽名:田迎日期:2015年6月5日導(dǎo)師簽名:鄧軍日期:2015年6月5日-1-摘要摘要20世紀(jì)以來,隨著光通信日益不斷地向高速大容量傳輸方向發(fā)展,空間探測(cè)的不斷創(chuàng)新,高響應(yīng)

4、速度,大帶寬和高增益接收器件的研制也迅速發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)這類器件的制造,雪崩光電二極管(APD)應(yīng)運(yùn)而生,并成為其中不可或缺的重要組成部分,主要工作原理就是當(dāng)耗盡區(qū)內(nèi)的電場(chǎng)將載流子加速到能量高于禁帶寬度,載流子能夠與晶格發(fā)生碰撞產(chǎn)生附加的二次載流子。一般結(jié)構(gòu)的APD器件是在PIN結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了雪崩增益區(qū),不僅具備了PIN器件高響應(yīng)度和快速響應(yīng)速度的特點(diǎn),同時(shí)其內(nèi)部的高增益,使得其在微弱光信號(hào)的接收方面優(yōu)于傳統(tǒng)的PIN器件。在長(zhǎng)波長(zhǎng)通信領(lǐng)域,InP基InGaAs探測(cè)器在長(zhǎng)波長(zhǎng)通信窗口波長(zhǎng)有很高的響應(yīng)度,本文

5、正是針對(duì)InP基APD器件,主要對(duì)吸收,漸變,電荷,倍增區(qū)分離式結(jié)構(gòu)的APD器件(SAGCM-APD)進(jìn)行研究,分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)器件的影響,在PIN制造工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)制備此器件,主要從事的工作如下:1)從最基礎(chǔ)的APD器件工作原理介紹,分別闡述幾類常見的APD器件結(jié)構(gòu),然后分析影響光電探測(cè)器的幾個(gè)重要參數(shù)。2)對(duì)InP基SAGCM-APD的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算模擬,主要分析電場(chǎng)分布,倍增因子的變化,吸收層厚度的模擬,確定SAGCM-APD結(jié)構(gòu)參數(shù)。3)優(yōu)化InP基P型In0.53Ga0.4

6、7AsMOCVD外延參數(shù),優(yōu)化InGaAs的生長(zhǎng)得到晶格匹配的外延層。4)制備InP基SAGCM-APD器件,測(cè)量到明顯的光電流,確定形成雪崩擊穿狀態(tài)。關(guān)鍵詞:雪崩二極管;倍增吸收分離式結(jié)構(gòu);MOCVD外延-I-摘要AbstractSince20thCentury,alongwiththeincreasinglydevelopmentofopticalcommunicationcontinuouslytothedirectionofhighspeedandlargecapacitytransmission,

7、continuousinnovationofspaceexploration,theresearchofhighresponsespeed,largebandwidthandhighgainofthereceivingdevicedevelop.Inordertorealizethemanufacturingofthiskindofdevice,theavalanchemultiplicationeffectofavalanchephotodiode(APD)emergeasthetimesrequire,

8、andbecomeanimportantpartofthework,themainprincipleisthatwhentheelectricfielddepletionareawillacceleratetothecarrierenergyhigherthanthebandgap,thesecondarycarriercanbeproducedbythethecollisionbewteenphoton-gen

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