InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管InP顶层掺杂研究
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中国电子科技集团公司第四十四研究所

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中国电子科技集团创新基金项目(KJ1402011)


InP cap layer doping density in InGaAs/InP single-photon avalanche diode
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China electronics Technology Group Corp.No.44 Research Institute

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    摘要:

    通过理论计算和对比实验研究了InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管中InP顶层掺杂浓度对于器件性能的影响。理论结果显示InP顶层的掺杂浓度越低越有利于抑制边缘击穿、降低隧穿暗载流子产生速率、提高雪崩击穿几率。实验结果显示顶层非故意掺杂的器件在223K下获得了20%的单光子探测效率和1kHz的暗计数率,其单光子探测效率比顶层掺杂浓度为5E15/cm^3的器件高3%~8%,而暗计数率低一个量级。结果表明降低InP顶层的掺杂浓度有利于提高器件性能。

    Abstract:

    The influence of the InP cap layer doping density of InGaAs/InP SPAD is studied through theoretical calculation and comparative experiment. Theoretical results show that lower cap layer doping density is beneficial to suppress premature edge breakdown, reduce tunneling carrier generation rate, and increase breakdown probability. Experimental results show that devices with unintentionally doped cap layer have achieved 20% single photon detection efficiency and 1 kHz dark count rate at 223K. Compared to devices with cap layer doping density of 5E15/cm^3, the single photon detection efficiency increases by 3%~8%, and the dark count rate decreases by about an order of magnitude. It is demonstrated that reduce the cap layer doping density is beneficial to improve the performance of InGaAs/InP SPAD.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李彬,陈伟,黄晓峰,迟殿鑫,姚科明,王玺,柴松刚,高新江. InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管InP顶层掺杂研究[J].红外与毫米波学报,2017,36(4):420~424]. LI Bin, CHEN Wei, HUANG Xiao-Feng, CHI Dian-Xin, YAO Ke-Ming, WANG Xi, CHAI Song-Gang, GAO Xin-Jiang. InP cap layer doping density in InGaAs/InP single-photon avalanche diode[J]. J. Infrared Millim. Waves,2017,36(4):420~424.]

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  • 收稿日期:2016-12-12
  • 最后修改日期:2017-04-20
  • 录用日期:2017-01-13
  • 在线发布日期: 2017-08-29
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