公开(公告)号：CN107302037B

公开(公告)日：2019-05-17

申请号：CN201710436742.2

申请日：2017-06-12

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 谢红云 ,  吴佳辉 ,  刘芮 ,  孙丹 ,  马佩 ,  高杰 ,  张万荣

IPC: H01L31/109 ,  H01L31/0264 ,  H01L31/0288

Abstract: 基区Ge组分分段分布的SiGe/Si异质结光敏晶体管探测器是一种兼顾可见光和近红外光波段的探测器。该探测器包括Si衬底；在Si衬底上依次制备出的Si次集电区、Si集电区、Ge组份分段分布的SiGe基区/吸收层和多晶Si发射区；多晶Si发射区上的发射极；SiGe基区上的基极；Si亚集电区上的集电极。光窗口设计在基区台面，避免了光窗口在发射区台面时对入射光的损耗。因为不同Ge组份的SiGe材料对可见光波段和近红外光波段入射光的吸收系数和吸收长度不同，采用了Ge组份分段分布的基区/吸收层可以分别对应吸收波长短的可见光和波长长的近红外光，均衡可见光和近红外光波段内的吸收效率。

公开(公告)号：CN107240616B

公开(公告)日：2018-11-13

申请号：CN201710436715.5

申请日：2017-06-12

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 谢红云 ,  马佩 ,  刘硕 ,  高杰 ,  吴佳辉 ,  刘芮 ,  张万荣

IPC: H01L31/0352 ,  H01L31/11

Abstract: 本发明提供了一种具有本征层结构的InGaAs/InP光敏晶体管红外探测器。该探测器衬底材料为InP，从衬底往上依次为：InP缓冲层、In0.53Ga0.47As集电区、In0.53Ga0.47As本征层、In0.53Ga0.47As基区、InP发射区、InP帽层、In0.53Ga0.47As欧姆接触层。集电极在In0.53Ga0.47As集电区台面上；基极和基区光窗口在In0.53Ga0.47As基区台面上；发射极在In0.53Ga0.47As欧姆接触层上。本发明的基区和集电区之间存在In0.53Ga0.47As本征层，在集电极偏置为2V时完全耗尽，大大增加了集电结耗尽层的厚度，使大部分进入探测器的入射光被集电结耗尽层吸收。在集电结耗尽层产生的光生电子‑空穴对被其中的强电场分离，从而产生光生电流。因此，本发明具有比无本征层探测器更高的量子效率和光生电流。

公开(公告)号：CN107946383A

公开(公告)日：2018-04-20

申请号：CN201711181871.8

申请日：2017-11-23

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 谢红云 ,  刘芮 ,  高杰 ,  吴佳辉 ,  马佩 ,  张万荣

IPC: H01L31/0224 ,  H01L31/028 ,  H01L31/10

Abstract: 本发明公开一种具有行波电极的硅基波导型光敏晶体管探测器。该探测器包括Si衬底；在Si衬底上依次制备出Si次集电区、Si集电区、SiGe基区和多晶Si发射区，SiGe基区上下各生长一层本征SiGe层。掺杂浓度高的SiGe基区作为光敏晶体管探测器的光吸收层；Si次集电区，Si集电区，本征SiGe层，SiGe基区和多晶硅发射区形成脊型波导结构；光窗口位于脊形波导的端面，实现入射光的侧面探测吸收。发射极电极和集电极电极构成的行波电极，可以有效的减少传统电极在传输高频信号时的分布效应，减少寄生电容对高速传输的影响。随着硅集成电路特征线宽逐渐缩小，用波导型SiGe探测器作为光互联的主要器件，可以缓解金属互联造成的传输信号延时、功率耗散、层间干扰等制约系统性能的问题。

公开(公告)号：CN107946383B

公开(公告)日：2019-09-03

申请号：CN201711181871.8

申请日：2017-11-23

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 谢红云 ,  刘芮 ,  高杰 ,  吴佳辉 ,  马佩 ,  张万荣

IPC: H01L31/0224 ,  H01L31/028 ,  H01L31/10

Abstract: 本发明公开一种具有行波电极的硅基波导型光敏晶体管探测器。该探测器包括Si衬底；在Si衬底上依次制备出Si次集电区、Si集电区、SiGe基区和多晶Si发射区，SiGe基区上下各生长一层本征SiGe层。掺杂浓度高的SiGe基区作为光敏晶体管探测器的光吸收层；Si次集电区，Si集电区，本征SiGe层，SiGe基区和多晶硅发射区形成脊型波导结构；光窗口位于脊形波导的端面，实现入射光的侧面探测吸收。发射极电极和集电极电极构成的行波电极，可以有效的减少传统电极在传输高频信号时的分布效应，减少寄生电容对高速传输的影响。随着硅集成电路特征线宽逐渐缩小，用波导型SiGe探测器作为光互联的主要器件，可以缓解金属互联造成的传输信号延时、功率耗散、层间干扰等制约系统性能的问题。

公开(公告)号：CN107302037A

公开(公告)日：2017-10-27

申请号：CN201710436742.2

申请日：2017-06-12

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 谢红云 ,  吴佳辉 ,  刘芮 ,  孙丹 ,  马佩 ,  高杰 ,  张万荣

IPC: H01L31/109 ,  H01L31/0264 ,  H01L31/0288

CPC classification number: H01L31/109 ,  H01L31/0264 ,  H01L31/0288

Abstract: 基区Ge组分分段分布的SiGe/Si异质结光敏晶体管探测器是一种兼顾可见光和近红外光波段的探测器。该探测器包括Si衬底；在Si衬底上依次制备出的Si次集电区、Si集电区、Ge组份分段分布的SiGe基区/吸收层和多晶Si发射区；多晶Si发射区上的发射极；SiGe基区上的基极；Si亚集电区上的集电极。光窗口设计在基区台面，避免了光窗口在发射区台面时对入射光的损耗。因为不同Ge组份的SiGe材料对可见光波段和近红外光波段入射光的吸收系数和吸收长度不同，采用了Ge组份分段分布的基区/吸收层可以分别对应吸收波长短的可见光和波长长的近红外光，均衡可见光和近红外光波段内的吸收效率。

公开(公告)号：CN107240616A

公开(公告)日：2017-10-10

申请号：CN201710436715.5

申请日：2017-06-12

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 谢红云 ,  马佩 ,  刘硕 ,  高杰 ,  吴佳辉 ,  刘芮 ,  张万荣

IPC: H01L31/0352 ,  H01L31/11

CPC classification number: H01L31/1105 ,  H01L31/03529

Abstract: 本发明提供了一种具有本征层结构的InGaAs/InP光敏晶体管红外探测器。该探测器衬底材料为InP，从衬底往上依次为：InP缓冲层、In0.53Ga0.47As集电区、In0.53Ga0.47As本征层、In0.53Ga0.47As基区、InP发射区、InP帽层、In0.53Ga0.47As欧姆接触层。集电极在In0.53Ga0.47As集电区台面上；基极和基区光窗口在In0.53Ga0.47As基区台面上；发射极在In0.53Ga0.47As欧姆接触层上。本发明的基区和集电区之间存在In0.53Ga0.47As本征层，在集电极偏置为2V时完全耗尽，大大增加了集电结耗尽层的厚度，使大部分进入探测器的入射光被集电结耗尽层吸收。在集电结耗尽层产生的光生电子‑空穴对被其中的强电场分离，从而产生光生电流。因此，本发明具有比无本征层探测器更高的量子效率和光生电流。