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半导体技术2025年第10期:X波段高功率InP/InGaAs单行载流子光电二极管

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杨大宝;刘波;周幸叶;许婧;邢东;冯志红;

单位:固态微波器件与电路全国重点实验室;中国电子科技集团公司第十三研究所;

摘要:为提高光电转换器件的输出功率,设计并制备了一种新型InP/InGaAs高功率电荷补偿(CC)改进型单行载流子(MUTC)光电二极管(PD)。InGaAs吸收层采用p型高斯掺杂部分耗尽层与非故意掺杂耗尽层相结合的形式,在异质结界面产生一个强电场以加速电子通过异质结界面,从而起到缓解异质结电子积聚的作用,增大了芯片的3 dB带宽;在吸收层和收集层间增加一层n型掺杂InP崖层,以增强异质结界面的电场,有效缓解了芯片空间电荷效应。为提高器件的高功率输出性能,将芯片阳极结直径增大到40μm,以增加芯片的散热面积;将背入射式芯片以倒装焊方式安装到300μm厚的金刚石基片上,以提高其散热性能。经测试,在1.55μm波长的激光照射下,该CC-MUCT-PD芯片的响应度在-6 V偏压下达到0.7 A/W,在10 GHz处脉冲输出功率为313 mW。

关键词:高输出功率;;电荷补偿(CC)改进型单行载流子(MUTC)光电二极管(PD);;高斯掺杂;;背入射;;金刚石基底