InP基光电探测器材料的MOCVD锌扩散

锌(Zn)扩散是制作InP基光电探测器(PD)的重要工艺过程.分析了锌扩散的机制,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备对InP基PD及雪崩光电探测器(APD)材料进行了锌扩散,由于MOCVD设备具有精确的温度控制系统,所以该扩散工艺具有简单、均匀性好、重复性好的优点.对于扩散后的样品,采用电化学C-V方法和扫描电子显微镜(SEM)等测试分析手段,研究了退火、扩散温度、扩散源体积流量和反应室压力等主要工艺参数对InP材料扩散速率和载流子浓度的影响,并将该锌扩散工艺应用于InP基光电探测器和雪崩光电探测器的器件制作中,得到了优异的器件性能结果.     

InP基低阈值单向双稳态工作微环激光器的设计与制备

由于半导体微环激光器(SML)具有波长转换、可调谐和光学双稳态等特点,因此成为全光逻辑和全光存储领域的研究热点。在分析背散射耦合系数与SML工作区域(双向连续波、双向交替振荡和单向双稳态)的基础上,优化设计了环形谐振腔的结构参数和工艺流程,研制出一种低阈值、直接进入单向双稳态工作的InP基微环激光器。测试结果表明,激光器的中心激射波长为1569.65 nm,阈值电流为56 mA,当驱动电流超过阈值电流后,器件可不经过双向工作区直接进入单向双稳态,降低了双稳态工作的电流和功耗,非常适合用作光随机存储器单元。     

AlGaN/GaN异质结单片集成紫外/红外双色探测器

采用分子束外延(MBE)技术在蓝宝石衬底上依次生长n+GaN下电极层、i型AlxGa1-xN势垒层和n+GaN发射极层,并通过半导体微细加工技术,制作了AlGaN/GaN异质结单片集成紫外/红外双色探测器。该器件利用不同的探测机理,同时实现了红外光和紫外光探测,拓展了响应光谱的范围。红外光探测是通过AlGaN/GaN异质结界面自由电子吸收和功函数内部光致发射效应完成的,紫外光探测是通过AlxGa1-xN势垒层带间吸收完成的。对单元器件的暗电流特性、紫外及红外光谱特性进行了测试。测试结果表明,紫外响应截止波长356 nm,响应度180 mA/W,红外响应峰值波长14.5μm,响应度49 mA/W。     

InGaAs/InP台面型pin高速光电探测器

介绍了一种应用于5G通信系统的高速光电探测器,设计了InP基台面型pin高速光电探测器材料结构,通过理论计算及软件模拟得到响应度和带宽随耗尽层厚度的变化规律,并对材料结构进行优化.制备了光敏面直径为20 μm及耗尽层厚度分别为1.0、1.3和1.5μm的器件.对比响应度和带宽的理论值与实测值,结果表明实测值与理论值相符...     

10Gbit/s台面型InGaAs/InP pin高速光电探测器

利用数值计算方法分析了高速光电探测器的耗尽区宽度与响应度及响应速度的关系.分析结果表明,耗尽区宽度选择应在响应度和响应速度之间折中,在响应度满足使用要求的情况下,尽量提高响应速度.利用该分析结果设计了台面型InGaAs/InP pin高速光电探测器材料结构.通过优化腐蚀工艺与钝化工艺,解决了器件腐蚀形貌和钝化问题.结合其他微细加工工艺完成了器件的制备,器件光敏区直径50 μm.测试结果显示,在反向偏压为5V时,暗电流小于1 nA,电容约为0.21 pF.此外,在1 310 nm激光辐照下,器件的响应度约为0.95 A/W,-3 dB带宽超过10 GHz,其性能满足10 Gbit/s光纤通信应用要求.     

双色量子阱红外探测器中的耦合光栅

在量子阱红外探测器(QWIP)上制备光栅的目的是对垂直入射的红外辐射进行有效耦合。从实验、测试和有关文献出发,探讨了影响其耦合效率的参数及参数的优化值。重点分析了双色QWIP的光栅设计问题,并从提高双色量子阱红外探测器光栅耦合效率和响应均匀性出发,介绍了一种新型交叉组合二维双周期结构光栅的设计方法;以一种具体AlGaAs/GaAs双色量子阱红外探测器为例,模拟了对应的交叉组合二维双周期结构光栅的几何参数和耦合强度,并与传统的二维双周期光栅结果对比,显示了新型双周期结构光栅在提高光耦合强度方面的优越性。     

雪崩光电二极管芯片自动测试系统

利用Keithley 2400源表、AV6381可编程光衰减器、AV 38124 1 550 nm单模半导体激光器和TZ-608B型光电屏蔽探针台搭建雪崩光电二极管芯片自动测试系统.在Labview环境下开发了自动测试软件,通过软件控制测量仪表,实现了雪崩光电二极管芯片的击穿电压、暗电流、穿通电压及10倍增益工作点电压的自动测试及合格判定.探针台可以根据测量系统反馈的判定结果对不合格芯片进行NG标记,方便划片后对不合格芯片进行筛选和剔除.建立的自动测试系统准确性高,测试速度快,软件操作方便,显示结果直观.同时可以实现测试参数的自动存储,方便进行统计过程控制(SPC)分析.     

中波-长波双色量子阱红外探测器

采用n型掺杂的AlGaAs/GaAs和AlGaAs/InGaA多量子阱材料,基于MOCVD外延生长技术,利用成熟的GaAs集成电路加工工艺,设计并制作了不同结构的中波-长波双色量子阱红外探测器(QWIP)器件,器件采用正面入射二维光栅耦合,光栅周期设计为4μm,宽度2μm;对制作的500μm×500μm大面积双色QWIP单元器件暗电流、响应光谱、探测率进行了测试和分析。在-3V偏压、77K温度和300K背景温度下长波(LWIR)和中波(MWIR)QWIP的暗电流密度分别为0.6、0.02mA/cm2;-3V偏压、80K温度下MWIR和LWIR QWIP的响应光谱峰值波长分别为5.2、7.8μm;在2V偏压、65K温度下,LWIR和MWIR QWIP的峰值探测率分别为1.4×1011、6×1010cm.Hz1/2/W。     

长波双色AlxGa1-xAs/GaAs量子阱红外探测器的研制

介绍了长波双色AlxGa1-xAs/GaAs多量子阱红外探测器单元的设计、制作和测试。器件光敏面面积为300μm×300μm,光吸收峰值波长分别为10.8、11.6μm;采用垂直入射光耦合的工作模式,65K温度2V偏压下,两个多量子阱区的暗电流分别为4.23×10^-6、4.19×10^-6A;黑体探测率分别为1.5×10^9、6.7×10^9cm.Hz^1/2/W;响应率分别为0.063、0.282A/W。GaAs基量子阱红外探测器（QWIP）材料生长和加工工艺成熟、大面积均匀性好、成本低、不同波段之间的光学串音小,使得AlGaAs/GaAsQWIP在制作多色大面阵方面具有明显的优势。     

频率计算法设计RCC开关电源

RCC称为自激式反激变换器,是中小功率开关电源最常用的设计方式之一。但设计RCC开关电源时,因各参数的互相影响,使计算、调试复杂。而传统的预选频率,后进行AP校验法需多次计算,所设计的系统难于工作在最佳状态。在开关电源设计中变压器设计是重点,变压器设计最重要的参考量是工作频率。若能预先计算出电源工作频率,或至少确定影响频率的因素,将大大减少计算和调试的时间。首先推导出频率计算公式,确定频率主要与初、次级电感量和输入电压的关系,并进一步确定变压器参数,最终确定电源的其他参数。最后通过对电源硬件的简单调试,验证设计的合理性。