公开(公告)号：CN116936653A

公开(公告)日：2023-10-24

申请号：CN202210333941.1

申请日：2022-03-31

Applicant: 北京邮电大学

Inventor： 刘巧莉 ,  陈年域 ,  胡安琪 ,  郭霞

IPC: H01L31/0232 ,  H01L31/107 ,  H01L31/18

Abstract: 本申请提供一种片上集成硅单光子探测器及其制备方法，该片上集成硅单光子探测器包括氮化硅波导和硅导模探测器，氮化硅波导用于接收并传输入射光，入射光的波长为300nm‑1100nm；硅导模探测器的长度方向与氮化硅波导内的光传输方向一致，硅导模探测器的宽度方向与硅导模探测器通电时硅导模探测器内的电流方向一致；硅导模探测器与氮化硅波导间隔设置，且氮化硅波导位于硅导模探测器高度方向的上部，硅导模探测器用于接收氮化硅波导耦合来的入射光，以及当硅导模探测器通电时，用于将入射光转换为电信号。该片上集成硅单光子探测器解决了因硅材料对接近1100nm处的近红外光吸收系数小导致的探测效率低的技术问题。

公开(公告)号：CN116598369B

公开(公告)日：2023-09-22

申请号：CN202310875967.3

申请日：2023-07-18

Applicant: 北京邮电大学

Inventor： 张世凤 ,  任艳玲 ,  李少斌 ,  胡安琪 ,  刘巧莉 ,  郭霞

IPC: H01L31/0352 ,  H01L31/107 ,  H01L31/0203 ,  H01L31/18

Abstract: 本发明提供一种低噪声单光子探测器及其制备方法，包括：衬底；钝化层，形成于衬底的第一表面；第一电荷层，形成于衬底内；第二电荷层，形成于衬底内且位于第一电荷层的背向钝化层的一侧，第二电荷层与第一电荷层接触，第一电荷层与第二电荷层的掺杂类型不同，第一电荷层和第二电荷层中的至少一个构造为适于束缚光生电荷，第一电荷层与第二电荷层中的至少一个的特征尺寸小于500nm；第一接触电极，第一接触电极与第一电荷层连接；第二接触电极，第二接触电极与衬底连接。根据本发明的低噪声单光子探测器，基于量子限制斯塔克效应，在光子入射前处于线性模式，在光子入射后触发雪崩效应，可以降低雪崩背景噪声，提高器件探测效率。

公开(公告)号：CN116504866B

公开(公告)日：2023-09-08

申请号：CN202310777359.9

申请日：2023-06-29

Applicant: 北京邮电大学

Inventor： 张世凤 ,  任艳玲 ,  李少斌 ,  胡安琪 ,  刘巧莉 ,  郭霞

IPC: H01L31/107 ,  H01L31/18 ,  H01L31/0224

Abstract: 本发明提供一种高时间分辨率单光子探测器及其制备方法，高时间分辨率单光子探测器包括：半导体基体，包括衬底和外延层；钝化层，形成于外延层的背向衬底的一侧；倍增层，形成于外延层内；第一欧姆接触层，形成于外延层内，第一欧姆接触层的两侧分别与倍增层和钝化层接触；第一欧姆接触电极，与钝化层同层布置，并与第一欧姆接触层连接；第二欧姆接触电极，与半导体基体连接。根据本发明的高时间分辨率单光子探测器，可以构建出弹道电场结构，为进入倍增层的载流子提供初始动能，变强场激发模式为利用弹道电场提高载流子动能的模式，在保证载流子碰撞概率的同时抑制散射随机性，保持低功耗、低噪声的高确定性输运，从而提高时间分辨率。

公开(公告)号：CN116613237A

公开(公告)日：2023-08-18

申请号：CN202310648207.9

申请日：2023-06-02

Applicant: 北京邮电大学

Inventor： 王博 ,  任显松 ,  张世凤 ,  刘巧莉 ,  胡安琪 ,  郭霞

IPC: H01L31/107 ,  H01L31/101 ,  H01L31/09 ,  H01L31/18

Abstract: 本申请提供一种宽光谱硅单光子探测器及其制备方法，宽光谱硅单光子探测器包括硅衬底和位于硅衬底上的至少一个硅单光子探测单元，硅单光子探测单元包括第一欧姆接触电极、光吸收层、雪崩放大层和第二欧姆接触电极；雪崩放大层具有相对的第一表面和第二表面，第一欧姆接触电极和光吸收层位于第一表面一侧，第二欧姆接触电极位于第二表面一侧；光吸收层用于吸收不同波长的光子并且产生光生载流子；第一欧姆接触电极和第二欧姆接触电极用于与外电路电连接，以在雪崩放大层上施加强电场；雪崩放大层用于在强电场的作用下将光生载流子进行雪崩放大。本申请提供的宽光谱硅单光子探测器的工作波长较宽，且可以超过硅材料本身的工作波长。

公开(公告)号：CN116504866A

公开(公告)日：2023-07-28

申请号：CN202310777359.9

申请日：2023-06-29

Applicant: 北京邮电大学

Inventor： 张世凤 ,  任艳玲 ,  李少斌 ,  胡安琪 ,  刘巧莉 ,  郭霞

IPC: H01L31/107 ,  H01L31/18 ,  H01L31/0224

Abstract: 本发明提供一种高时间分辨率单光子探测器及其制备方法，高时间分辨率单光子探测器包括：半导体基体，包括衬底和外延层；钝化层，形成于外延层的背向衬底的一侧；倍增层，形成于外延层内；第一欧姆接触层，形成于外延层内，第一欧姆接触层的两侧分别与倍增层和钝化层接触；第一欧姆接触电极，与钝化层同层布置，并与第一欧姆接触层连接；第二欧姆接触电极，与半导体基体连接。根据本发明的高时间分辨率单光子探测器，可以构建出弹道电场结构，为进入倍增层的载流子提供初始动能，变强场激发模式为利用弹道电场提高载流子动能的模式，在保证载流子碰撞概率的同时抑制散射随机性，保持低功耗、低噪声的高确定性输运，从而提高时间分辨率。

公开(公告)号：CN115084307B

公开(公告)日：2022-10-28

申请号：CN202210989618.X

申请日：2022-08-18

Applicant: 北京邮电大学 ,  无锡中微晶园电子有限公司 ,  北京中盾安民分析技术有限公司

Inventor： 郭霞 ,  刘巧莉 ,  胡安琪 ,  张世凤 ,  许莉 ,  任艳玲 ,  蔡子昱 ,  王涛 ,  张明 ,  陈力 ,  廖建新

IPC: H01L31/107 ,  H01L31/18

Abstract: 本发明提供一种抗辐照加固单光子探测器及其制备方法，抗辐照加固单光子探测器包括衬底、钝化层、雪崩层、补偿层、第一欧姆接触复合层和第二欧姆接触复合层；第二欧姆接触复合层、衬底和钝化层依次层叠设置，第一欧姆接触复合层包括第一接触电极和第一欧姆接触层，雪崩层和第一欧姆接触层均位于衬底内，雪崩层与第一欧姆接触层朝向第二欧姆接触复合层的一面连接；第一接触电极与钝化层同层设置，且第一接触电极与第一欧姆接触层连接；补偿层位于衬底内，补偿层背离第二欧姆接触复合层的一面与钝化层接触，补偿层用于预补偿辐照损伤在衬底中感应的电荷。本发明的抗辐照加固单光子探测器结构简单、抗辐照损伤效果明显。

公开(公告)号：CN113838942A

公开(公告)日：2021-12-24

申请号：CN202110893871.0

申请日：2021-08-04

Applicant: 北京邮电大学

Inventor： 刘巧莉 ,  张梦斐 ,  胡安琪 ,  郭霞

IPC: H01L31/0232

Abstract: 本申请实施例提供一种超低噪声光电探测器。超低噪声光电探测器包括探测器本体和超表面微纳结构，所述超表面微纳结构与所述探测器本体的光敏面耦合，用于将目标入射光的大光斑尺寸变换为与所述探测器本体的光敏面相匹配的小光斑尺寸。本申请实施例提供的方案，通过超表面微纳结构实现目标入射光尺寸的缩小，从而减小了探测器中的电场体积，因此，在保证入射光通量的前提下，可以大幅减小噪声。由于超表面微纳结构的尺寸小、重量轻，可以非常方便地实现与其他半导体光电子器件的集成。

公开(公告)号：CN113284963A

公开(公告)日：2021-08-20

申请号：CN202110438832.1

申请日：2021-04-22

Applicant: 北京邮电大学

Inventor： 胡成日 ,  陈年域 ,  王博 ,  刘巧莉 ,  胡安琪 ,  郭霞

IPC: H01L31/0232 ,  H01L31/0224 ,  H01L31/09 ,  H01L31/18

Abstract: 本申请实施例提供一种叉指型导模光电探测器。其中，探测器包括光波导结构，包括芯层和包裹芯层的包层，芯层延第一方向延伸预设距离，芯层的第一端用于接收目标入射光；多个P型欧姆接触区和多个N型欧姆接触区，为芯层顶部的掺杂部分，均沿垂直于第一方向的第二方向延伸，且沿第一方向交替排列；以及，P型和N型电极，沿第一方向延伸；P型电极设有并列的多个第一枝节，每一个第一枝节与一个P型欧姆接触区贴合；N型电极设有并列的多个第二枝节，每一个第二枝节与一个N型欧姆接触区贴合。通过本方案可以解决现有光电探测器对波长接近光电探测器半导体材料禁带宽度的目标入射光的探测效率低的问题。