单载流子传输的InP基双异质结光敏晶体管高频特性的研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:summerweixi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
与PIN探测器和APD探测器相比,异质结光敏晶体管探测器(HPT)具有光增益大、频率响应高、噪声低、响应度高、易与HBT集成等优点,因为具有内部增益和非线性处理能力,在高速光纤通信网和光载微波通信系统中的应用越来越广泛。但是HPT使用异质结晶体管(HBT)的基区和集电区作为吸收层,由于光生空穴的迁移率低等因素,HPT在响应度与响应速度的优化上存在矛盾。为了缓解矛盾得到同时具有高响应度与高响应速度的器件,我们将单载流子传输(UTC)的思想运用在In P基异质结晶体管探测器(HPT)中,仅用基区作为吸收层,形成InP基单载流子双异质结晶体管探测器(UTC-DHPT)。针对UTC-DHPT晶体管探测器,本文的主要工作内容如下:1.建立了UTC-DHPT器件的物理模型,描述UTC-DHPT基区产生的光生载流子与器件内部载流子的行为,分析了UTC-DHPT的光响应度和光增益。设计并优化了UTC-DHPT器件的纵向结构和横向结构。2.基于半导体器件仿真软件Silvaco建立了UTC-DHPT的二维仿真模型,对比分析了UTC-DHPT器件和传统单异质结光敏晶体管(SHPT)的基本性能。结果表明,与SHPT相比,UTC-DHPT更能获得高的光响应度和光增益,最大的光响应度达到37.5A/W,并且UTC-DHPT器件更适合处理大功率的光信号。UTC-DHPT可以提供良好的电学电流增益,为光探测器和前置放大器的OEIC单片集成的设计和工艺制作提供了方便。3.详细分析了UTC-DHPT的光学高频性能,得到了光特征频率的表达式。讨论了UTC-DHPT不同工作模式(二端工作模式2T、三端工作模式3T以及DHBT工作状态)下,光生载流子产生光生集电结电压对器件小信号等效模型中扩散电容与势垒电容的影响。基于Silvaco仿真模型,分析了不同工作模式下UTC-DHPT和SHPT以及DHBT工作状态下的特征频率和短路电流增益。结果表明,UTC-DHPT比传统的SHPT有更好的频率特性,三端工作模式下的UTC-DHPT可以同时提供高响应度和高响应速度。4.将光生电流合理引入双极晶体管小信号等效电路中,充分考虑光生载流子对发射结扩散电容与势垒电容的影响,给出了UTC-DHPT器件在二端工作模式2T、三端工作模式3T以及DHBT工作状态下的小信号等效电路,进一步分析了UTC-DHPT在三种不同工作模式下的光学高频性能。5.完成了InP基高速高响应度UTC-DHPT器件的外延生长、制备和器件测试。测试结果表明,与传统的SHPT和PIN型光探测器相比,UTC-DHPT光响应度达到了10.46A/W,能提供更大的光增益,光特征频率达到了50.5GHz。
其他文献
近代民族企业是近代中国国货运动的主要倡导者,它们在报刊上刊登大量国货广告向国人"提倡国货",参与构建了国人应消费国货的社会舆论,是动员国人参与国货运动的重要工具。探
随着我国经济的飞速发展,全过程工程咨询的思想在建设领域得到了新的重视,全过程工程咨询为项目带来的改变显而易见。同时为响应政府产业升级的号召,工程咨询行业也在积极创
李清照与赵明诚的幸福婚姻在中国文学史上早已成为佳话,但事实是否如同人们所认为的那样呢?美国汉学家宇文所安,在脱离了中国传统认知的西方文化视野下,以英美新批评的“细读”语
<正>伟大的科学家爱因斯坦曾说过:"兴趣是最好的老师。"一个人对某事物一旦有了浓厚的兴趣,就会发挥个人最大限度的潜能去求知、去探索、去实践,并在其中产生愉快地情绪和体
期刊
通信技术的飞速发展,推动了通信设备的快速更新换代。多通道测向设备逐渐向小型化升级,从而对其核心组成部件校正信号源提出了更高的要求。因此多功能的校正源研制愈发必要。
微波退火作为一种低热预算的新兴退火方式越来越受到关注。它广泛地应用于研究非晶硅结晶、硅化物形成、杂质激活等方面,并获得了许多有意义的成果。例如,在低温度下退火,杂
伴随加速增长的城市化进程,公众的利益诉求成为当前城市可持续发展需要特别重视的内容。本文的核心在于提出一个城市管理中的公众全过程参与框架,以管理参与为要旨,将利益相
居民消费对我国经济发展具有重要的影响,可以驱动经济平稳发展、引导产业结构调整以及影响经济社会协调发展。但是,一直以来我国居民消费不足、占GDP比重偏低。需要从改善消
TopMetal2Minus是我校PLAC实验室继TopMetall之后的又一款独立自主研发的像素探测器芯片,其基本原理与TopMetall相同,利用裸露在空气中的顶层金属Topmetal搜集电荷,并将搜集
发酵乳制品是我国乳制品的重要品类之一,乳品发酵技术也在不断发展,而直投式发酵剂的研究是国内发酵技术研究的热点。本文就国内直投式发酵剂的研究现状和直投式发酵剂开发过