《吸收倍增分離型波導Si/Ge雪崩探測器件的研究》是依託北京工業大學，由李沖擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：吸收倍增分離型波導Si/Ge雪崩探測器件的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李沖
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
新一代信息技術將向著Tbps的高速度大容量數據傳輸方向發展，具有低過剩噪聲、高靈敏度和大頻寬優勢的吸收倍增分離型（SAM）波導Si/Ge雪崩探測器將是未來光電集成晶片發展的核心器件。但是Si/Ge SAM-APD器件和集成晶片光通道對Si材料厚度要求的不匹配，使得同時實現高效載流子倍增和高效光耦合，成為了該波導器件研究的關鍵。本項目提出了納米Ge縱向吸收、Si波導層橫向單側倍增的波導Si/Ge SAM-APD結構，光從Si單模波導通過倏逝波耦合到Ge吸收層，倍增區位於橫向波導層中，光吸收和載流子倍增方向互相垂直，解除高回響度和高增益性能對器件結構要求的相互制約，更有利於獲得高的外延晶格質量，小的異質結截面積，短的載流子渡越時間和低的過剩噪聲性能，基於UHV-CVD選擇外延方法，能夠製備出高性能的波導雪崩器件，回響度大於0.80A/W，靈敏度高於-35dBm，增益頻寬積大於350GHz。
結題摘要
新一代信息技術將向著Tbps的高速度大容量數據傳輸方向發展，具有低過剩噪聲、高靈敏度和大頻寬優勢的吸收倍增分離型（SAM）波導Si/Ge雪崩探測器將是未來光電集成晶片發展的核心器件。但是Si/Ge SAM-APD器件和集成晶片光通道對Si材料厚度要求的不匹配，使得同時實現高效載流子倍增和高效光耦合，成為了該波導器件研究的關鍵。本項目研究了納米Ge縱向吸收、Si波導層橫向單側倍增的波導Si/Ge SAM-APD結構，理論驗證了此結構能夠解除高回響度和高增益性能對雪崩器件結構要求的相互制約，基於UHV-CVD選擇外延方法實驗論證了此結構能夠獲得高的外延晶格質量，小的異質結截面積，短的載流子渡越時間和低的過剩噪聲性能，理論上器件的光吸收效率達到90%，對應的回響度＞1.1A/W，倍增係數＞800，器件頻寬大於＞45GHz，倍增區寬度為400nm時增益頻寬積限制在＞190GHz，此結果受到離散模型自身限制。
