光電探測器綜述(pd)

1、1光電探測器綜述光電探測器綜述摘要摘要：近年來，圍繞著光電系統(tǒng)開展了各種關(guān)鍵技術(shù)研究，以實(shí)現(xiàn)具有高集成度、高性能、低功耗和低成本的光電探測器（Photodetect）及光電集成電路（OEIC）已成為新的重大挑戰(zhàn)。尤其是具有高響應(yīng)速度，高量子效率和低暗電流的高性能光電探測器，不僅是光通信技術(shù)發(fā)展的需要，也是實(shí)現(xiàn)硅基光電集成的需要，具有很高的研究價(jià)值。本文綜述了近十年來光電探測器在不同特性方向的研究進(jìn)展及未來幾年的發(fā)展方向，對其的結(jié)構(gòu)、相關(guān)

2、工藝和制造的研究具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：光電探測器，SiCMOSAbstract:Inrecentyearsaroundthephotoelectricsystemtocarryoutthestudyofallkindsofkeytechnologiesindertorealizehighintegrationhighperfmancelowpowerconsumptionlowcostofphotoelectricdete

3、ct(Photodetect)optoelectronicintegratedcircuit(OEIC)hasbecomeamajnewchallenge.Especiallyhighresponsespeed，highquantumefficiencylowdarkcurrenthighperfmancephotodetectisnotonlytheneedsfdevelopmentofopticalcommunicationtech

4、nologybutalsorealizetheneedsfsiliconbasedoptoelectronicintegratedhastheveryhighresearchvalue.Thispaperreviewsthedevelopmentofdifferentacteristicsresultsofphotodetectfthepastdecadediscussesthephotodetectdevelopmentdirecti

5、oninthenextfewyearsthestudyofhighperfmancephotoelectricdetectthestructurerelatedtechnologymanufacturinghasveryimptantpracticalsignificance.KeyWd:photodetectSiCMOS一、光電探測器一、光電探測器1.1概念概念光電探測器在光通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)將光轉(zhuǎn)變成電的作用，這主要是基于半導(dǎo)體材料的光

6、生伏特效應(yīng)，所謂的光生伏特效應(yīng)是指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。（光電導(dǎo)效應(yīng)是指在光線作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過度到自由狀態(tài)，而引起材料電導(dǎo)率的變化的象。即當(dāng)光照射到光電導(dǎo)體上時(shí)，若這個(gè)光電導(dǎo)體為本征半導(dǎo)體材料，且光輻射能量又足夠強(qiáng)，光電材料價(jià)帶上的電子將被激發(fā)到導(dǎo)帶上去，使光導(dǎo)體的電導(dǎo)率變大是指由輻射引起被照射材料電導(dǎo)率改變的一種物理現(xiàn)象，光子作用于光電導(dǎo)材料，形成本征吸收或雜質(zhì)吸收，產(chǎn)

7、生附加的光生載流子，從而使半導(dǎo)體的31.4光電探測器的性能指標(biāo)光電探測器的性能指標(biāo)光電探測器的性能指標(biāo)主要由量子效率、響應(yīng)度、響應(yīng)速度和本征帶寬、光電流，暗電流和噪聲等指標(biāo)組成：1.量子效率：%100??入射光子數(shù)空穴對個(gè)數(shù)生成的電子?○1)1(ase??????○2（wa表示吸收層的厚度，αs表示光吸收系數(shù)，入射波長λ、材料消光系數(shù)k決定吸收系數(shù)αs=4πkλ。）考慮實(shí)際情況，入射光在探測器表面會(huì)被反射。同時(shí)探測器表面存在一定寬度的接

8、觸摻雜區(qū)域，其中也會(huì)產(chǎn)生光子的消耗，考慮以上兩種因素的量子效率的表達(dá)式：)1()1(asswdfeeR??????????○3其中d表示接觸層厚度，Rf表示光電探測器表面的反射率。反射率與界面的折射率nsc和吸收層的消光系數(shù)κ有關(guān)，Rf可以表示成下式：2222)1()1(???????scscfnnR○42.響應(yīng)度：定義為光電探測器產(chǎn)生光電流與入射光功率比，單位通常為AW。響應(yīng)度與量子效率的大小有關(guān)，為量子效率的外在體現(xiàn)。響應(yīng)度R：或r