APD红外探测器结构与外延工艺研究

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1、中文图书分类号：TN312密级：公开UDC：38学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：APD红外探测器结构与外延工艺研究论文作者：田迎学科：微电子学与固体电子学指导教师：邓军副教授论文提交日期：2015年6月UDC：38学校代码：10005中文图书分类号：TN312学号：S201202064密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：APD红外探测器结构与外延工艺研究英文题目STUDYONTHESTRUCTUREANDEPITAXYTECHNOLOGY：OFAPD

2、PHOTODETECTORSBASEDONINPSUBSTRATE论文作者：田迎学科：微电子学与固体电子学研究方向：半导体光电子学申请学位：工学硕士指导教师：邓军副教授所在单位：电子信息与控制工程学院答辩日期：2015年6月1日授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同

3、志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：田迎日期：2015年6月5日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：田迎日期：2015年6月5日导师签名：邓军日期：2015年6月5日-1-摘要摘要20世纪以来，随着光通信日益不断地向高速大容量传输方向发展，空间探测的不断创新，高响应

4、速度，大带宽和高增益接收器件的研制也迅速发展。为了实现这类器件的制造，雪崩光电二极管（APD）应运而生，并成为其中不可或缺的重要组成部分，主要工作原理就是当耗尽区内的电场将载流子加速到能量高于禁带宽度，载流子能够与晶格发生碰撞产生附加的二次载流子。一般结构的APD器件是在PIN结构的基础上增加了雪崩增益区，不仅具备了PIN器件高响应度和快速响应速度的特点，同时其内部的高增益，使得其在微弱光信号的接收方面优于传统的PIN器件。在长波长通信领域，InP基InGaAs探测器在长波长通信窗口波长有很高的响应度，本文

5、正是针对InP基APD器件，主要对吸收，渐变，电荷，倍增区分离式结构的APD器件（SAGCM-APD）进行研究，分析结构参数对器件的影响，在PIN制造工艺参数的基础上，进一步优化结构，实验制备此器件，主要从事的工作如下：1）从最基础的APD器件工作原理介绍，分别阐述几类常见的APD器件结构，然后分析影响光电探测器的几个重要参数。2）对InP基SAGCM-APD的结构参数进行计算模拟，主要分析电场分布，倍增因子的变化，吸收层厚度的模拟，确定SAGCM-APD结构参数。3）优化InP基P型In0.53Ga0.4

6、7AsMOCVD外延参数，优化InGaAs的生长得到晶格匹配的外延层。4）制备InP基SAGCM-APD器件，测量到明显的光电流，确定形成雪崩击穿状态。关键词：雪崩二极管；倍增吸收分离式结构；MOCVD外延-I-摘要AbstractSince20thCentury,alongwiththeincreasinglydevelopmentofopticalcommunicationcontinuouslytothedirectionofhighspeedandlargecapacitytransmission,

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

8、andbecomeanimportantpartofthework,themainprincipleisthatwhentheelectricfielddepletionareawillacceleratetothecarrierenergyhigherthanthebandgap,thesecondarycarriercanbeproducedbythethecollisionbewteenphoton-gen