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一种低暗计数率CMOS单光子雪崩二极管 被引量:5
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作者 王巍 王广 +4 位作者 王伊昌 曾虹谙 王冠宇 唐政维 袁军 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第2期166-170,共5页
基于标准0.18μm CMOS工艺设计了一种新型单光子雪崩二极管(SPAD)器件。该SPAD以p-well/n-well轻掺杂雪崩结作为器件的核心工作区域,同时利用三个相邻n阱间的横向扩散在pn结边缘形成n-虚拟保护环以提高器件的性能。采用Silvaco软件对该... 基于标准0.18μm CMOS工艺设计了一种新型单光子雪崩二极管(SPAD)器件。该SPAD以p-well/n-well轻掺杂雪崩结作为器件的核心工作区域,同时利用三个相邻n阱间的横向扩散在pn结边缘形成n-虚拟保护环以提高器件的性能。采用Silvaco软件对该器件的电场分布、响应度、击穿电压、光子探测效率和暗计数率等性能参数进行了仿真分析。仿真结果表明:当SPAD器件的光窗口直径为20μm且n阱间隙宽度为1.4μm时,其雪崩击穿电压为13V;在过偏压为1V时,其探测效率峰值和暗计数率分别为37%和0.82kHz;在450~700nm波长范围器件的响应度较好,且在500nm处达到峰值0.33A/W。 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 标准0.18μm CMOS工艺 虚拟保护环 响应度 光子探测效率 暗计数
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红外InGaAs/InP单光子探测器暗计数的研究 被引量:4
2
作者 李水峰 熊予莹 +1 位作者 李日豪 廖常俊 《量子光学学报》 CSCD 北大核心 2007年第2期141-145,共5页
在开发探测器灵敏度极限实现单光子探测时,暗计数是影响探测效率的主要原因。本文分析了在红外波段采用InGaAs/InP雪崩光电二极管工作于雪崩击穿电压之上(盖革模式),进行单光子探测时暗计数的三个主要来源,指出隧穿效应对暗计数的贡献... 在开发探测器灵敏度极限实现单光子探测时,暗计数是影响探测效率的主要原因。本文分析了在红外波段采用InGaAs/InP雪崩光电二极管工作于雪崩击穿电压之上(盖革模式),进行单光子探测时暗计数的三个主要来源,指出隧穿效应对暗计数的贡献是很小的,并且针对热噪声和后脉冲分析了减小暗计数的有效方法。 展开更多
关键词 雪崩光电二极管 暗计数 后脉冲 盖革模式
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低暗计数率InGaAsP/InP单光子雪崩二极管 被引量:2
3
作者 石柱 代千 +5 位作者 宋海智 谢和平 覃文治 邓杰 柯尊贵 孔繁林 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期272-278,共7页
通过对InGaAsP/InP单光子雪崩二极管(SPAD)的探测效率、暗计数率等基本特性与该器件的禁带宽度、电场分布、雪崩长度、工作温度等参数之间关系的分析,采用比通常的InxGa As(x=0.53)材料具有更宽带隙的InxGa1-xAsyP1-y(x=0.78,y=0.47)材... 通过对InGaAsP/InP单光子雪崩二极管(SPAD)的探测效率、暗计数率等基本特性与该器件的禁带宽度、电场分布、雪崩长度、工作温度等参数之间关系的分析,采用比通常的InxGa As(x=0.53)材料具有更宽带隙的InxGa1-xAsyP1-y(x=0.78,y=0.47)材料作为光吸收层,并且精确控制InP倍增层的雪崩长度,有效地降低了SPAD的暗计数率。其中InGaAsP材料与In P材料晶格匹配良好,可在In P衬底上外延生长高质量的InGaAsP/InP异质结,InGaAsP材料的带隙为Eg=1.03 e V,截止波长为1.2μm,可满足1.06μm单光子探测需要。同时,通过设计并研制出1.06μm InGaAsP/InP SPAD,对其特性参数进行测试,结果表明,当工作温度为270 K时,探测效率20%下的暗计数率约20 k Hz。因此基于时间相关单光子计数技术的该器件可在主动淬灭模式下用于随机到达的光子探测。 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 INGAASP/INP 1.06μm 自由模式 暗计数
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超导单光子探测器暗计数对激光测距距离的影响 被引量:3
4
作者 张森 陶旭 +10 位作者 冯志军 吴淦华 薛莉 闫夏超 张蜡宝 贾小氢 王治中 孙俊 董光焰 康琳 吴培亨 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第18期315-320,共6页
超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种新型单光子探测器,具有灵敏度高、时间精度高、探测速度快和暗计数低等特点,在激光测距等领域具有重要应用前景.本文将SNSPD应用到1064 nm波段激光测距系统,研究了其暗计数和信噪比对激光测距的影响... 超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种新型单光子探测器,具有灵敏度高、时间精度高、探测速度快和暗计数低等特点,在激光测距等领域具有重要应用前景.本文将SNSPD应用到1064 nm波段激光测距系统,研究了其暗计数和信噪比对激光测距的影响.基于实验获得的回波数据,结合激光雷达理论,研究了系统信噪比与脉冲积累次数的关系.分析表明,SNSPD暗计数是影响测距距离的关键因素之一.结合仿真,进一步探究了基于SNSPD的激光测距系统信噪比与回波率、暗计数的关系,暗计数较大时,信噪比随脉冲积累次数增加出现波动现象,回波信号湮没.由于SNSPD暗计数极低,本基于SNSPD的测距系统最远测距可达280 km,较同样条件下基于APD探测器的测距系统最远探测距离远40 km,在军事侦查、探测和制导等领域具有重要应用前景. 展开更多
关键词 单光子 超导纳米线 暗计数 激光测距
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STI埋层的高光电流和低暗计数率单光子雪崩二极管(英文) 被引量:2
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作者 金湘亮 彭亚男 +4 位作者 曾朵朵 杨红姣 蒲华燕 彭艳 罗均 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期149-153,共5页
研究和分析了一种0. 18μm CMOS工艺单光子雪崩二极管(SPAD),其结构能抑制过早的边缘击穿(PEB),同时获得较大的光电流和低的暗计数率(DCR).该SPAD由p-well/deep n-well的感光结,deep n-well向上扩散形成的区域和边缘Shallow Trench Isol... 研究和分析了一种0. 18μm CMOS工艺单光子雪崩二极管(SPAD),其结构能抑制过早的边缘击穿(PEB),同时获得较大的光电流和低的暗计数率(DCR).该SPAD由p-well/deep n-well的感光结,deep n-well向上扩散形成的区域和边缘Shallow Trench Isolation(STI)共同形成的保护环组成.通过测试确定了与光电流和暗率有关的STI层的大小.结果证明,在STI层与保护环之间的重叠区域为1μm时,SPAD的暗计数率和光电流最佳.此外,直径为10μm的圆形SPAD器件的暗计数率为208 Hz,且在波长为510 nm时峰值光子探测概率为20. 8%,此时具有低的暗计数率和高的探测效率以及宽的光谱响应特性. 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 边缘击穿 暗计数 互补金属氧化物半导体 光子探测概率
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采用多晶硅场板降低单光子雪崩二极管探测器暗计数 被引量:4
6
作者 韩冬 孙飞阳 +2 位作者 鲁继远 宋福明 徐跃 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第14期263-270,共8页
针对削弱暗计数噪声对单光子雪崩二极管(single-photon avalanche diode,SPAD)探测器的影响,本文研究了采用多晶硅场板降低SPAD器件暗计数率(dark count rate,DCR)的机理和方法.基于0.18-μm标准CMOS工艺,在一种可缩小的P+/P阱/深N阱器... 针对削弱暗计数噪声对单光子雪崩二极管(single-photon avalanche diode,SPAD)探测器的影响,本文研究了采用多晶硅场板降低SPAD器件暗计数率(dark count rate,DCR)的机理和方法.基于0.18-μm标准CMOS工艺,在一种可缩小的P+/P阱/深N阱器件结构的P+有源区和浅沟道隔离区(shallow trench isolation,STI)之间淀积了一层多晶硅场板来减小器件暗计数噪声.测试结果表明,多晶硅场板的淀积使SPAD器件的DCR降低了一个数量级,其在高温下的暗计数性能甚至优于室温下的未淀积多晶硅场板的器件.通过TCAD仿真进一步发现,SPAD器件保护环区域的峰值电场被多晶硅场板引入到STI内部,保护环区域的整体电场降低了25%;最后通过对DCR的建模计算得出,多晶硅场板削弱了具有高缺陷密度的保护环区域的电场,使缺陷相关DCR显著降低,从而有效改善了SPAD的暗计数性能. 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 暗计数 多晶硅场板 缺陷辅助隧穿
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SPAD探测器深n阱保护环宽度对暗计数噪声的影响
7
作者 董杰 刘丹璐 +1 位作者 许唐 徐跃 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第12期979-984,共6页
为了探究单光子雪崩二极管(SPAD)器件的保护环宽度(W_(GR))对暗计数噪声的影响,基于标准180 nm CMOS工艺,设计了以低浓度掺杂深n阱(DNW)为保护环的p阱(PW)/DNW结构,通过实验和TCAD仿真研究了W_(GR)对暗计数噪声的影响。实验结果表明,当W... 为了探究单光子雪崩二极管(SPAD)器件的保护环宽度(W_(GR))对暗计数噪声的影响,基于标准180 nm CMOS工艺,设计了以低浓度掺杂深n阱(DNW)为保护环的p阱(PW)/DNW结构,通过实验和TCAD仿真研究了W_(GR)对暗计数噪声的影响。实验结果表明,当W_(GR)从1μm增加到2μm时,室温下SPAD器件的暗计数率(DCR)从79 kHz显著减小到17 kHz;当W_(GR)从2μm增加到3μm时,DCR不再发生明显变化。TCAD仿真揭示了当W_(GR)从2μm减小到1μm时,保护环区域的电场强度增长较大,导致缺陷辅助隧穿(TAT)效应引起的暗计数显著增加。当W_(GR)增加到2μm以上时,保护环区域的电场强度不再降低,继续增大W_(GR)对降低DCR不再有效,反而会导致SPAD器件填充因子减小。因此DNW W_(GR)为2μm的SPAD器件在具有低暗计数率的同时又有较小的尺寸,有利于高密度阵列的集成。 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管(SPAD) 暗计数率(DCR) 保护环 缺陷辅助隧穿(TAT) 激活能
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一种低暗计数率P-I-N结构的单光子雪崩二极管探测器 被引量:1
8
作者 李峥 刘丹璐 +2 位作者 董杰 卞大井 徐跃 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期25-30,共6页
基于180 nm BCD工艺制备出一种P型注入增强型P-I-N结构的单光子雪崩二极管(SPAD)探测器。采用P型漂移区与高压N+埋层之间的低掺杂浓度P型外延层作为I层深结雪崩区,提高了近红外波段的光子探测概率(PDP)。利用低掺杂浓度的P型外延层作为... 基于180 nm BCD工艺制备出一种P型注入增强型P-I-N结构的单光子雪崩二极管(SPAD)探测器。采用P型漂移区与高压N+埋层之间的低掺杂浓度P型外延层作为I层深结雪崩区,提高了近红外波段的光子探测概率(PDP)。利用低掺杂浓度的P型外延层作为虚拟保护环,防止了器件横向击穿,降低了暗计数率(DCR)。测试结果表明,虚拟保护环宽度(GRW)为5μm时,器件雪崩电压为56 V。在5 V过偏压下600 nm处的峰值PDP为41%,在901 nm的近红外波段下PDP大于6%,DCR为0.56 s^(-1)·μm^(-2),后脉冲率小于1.2%,表现出良好的电学和光学特性。所提出的SPAD器件为硅基高灵敏度近红外单光子探测器设计提供了一种可选的解决方案。 展开更多
关键词 探测器 单光子雪崩二极管(SPAD) P-I-N结构 光子探测概率(PDP) 暗计数率(DCR)
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红外单光子探测器暗计数的研究 被引量:5
9
作者 赵峰 郑力明 +1 位作者 廖常俊 刘颂豪 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2005年第8期29-32,共4页
分析暗计数的来源,讨论温度及门控模式下各种参数对暗计数的影响,提出减小暗计数的有效方法。太低的温度不利于暗计数的减小,而应根据不同的APD选择合适的温度并与门控技术结合来消除暗计数。偏置电压的大小、门脉冲宽度和周期的选择对... 分析暗计数的来源,讨论温度及门控模式下各种参数对暗计数的影响,提出减小暗计数的有效方法。太低的温度不利于暗计数的减小,而应根据不同的APD选择合适的温度并与门控技术结合来消除暗计数。偏置电压的大小、门脉冲宽度和周期的选择对后脉冲的消除起着关键的作用。 展开更多
关键词 单光子 后脉冲 探测器 门控技术 暗计数 单光子探测器 红外 脉冲宽度 有效方法
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超低暗计数率硅单光子探测器的实现 被引量:14
10
作者 刘岩鑫 范青 +5 位作者 李翔艳 李少康 王勤霞 李刚 张鹏飞 张天才 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期8-13,共6页
研究了在Geiger模式下工作的单光子雪崩二极管的温度特性。结果表明,该雪崩二极管的雪崩电压随温度的降低呈线性减小,电压温度系数为0.42 V/K。当该雪崩二极管在13 V以上雪崩电压下工作时,暗计数率随着温度的降低呈指数下降趋势,温度每... 研究了在Geiger模式下工作的单光子雪崩二极管的温度特性。结果表明,该雪崩二极管的雪崩电压随温度的降低呈线性减小,电压温度系数为0.42 V/K。当该雪崩二极管在13 V以上雪崩电压下工作时,暗计数率随着温度的降低呈指数下降趋势,温度每降低8.58 K,暗计数率减小一半,当温度从274 K降低到192 K时,该雪崩二极管的暗计数率从13900 Hz减小到了14 Hz。将工作温度为260 K,暗计数率为58 Hz的单光子雪崩二极管冷却到192 K,并且调整二极管两端的偏置电压,使其在波长为852 nm时的探测效率为50%,暗计数率降为0.064 Hz,后脉冲概率为6.7%,单光子探测器的性能得到显著提高。这种超低暗计数率单光子探测器在量子通讯、弱光探测等领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 探测器 量子通讯 单光子探测器 暗计数 雪崩二极管
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高耐压和低暗计数SiC紫外雪崩光电二极管 被引量:5
11
作者 杨成东 夏开鹏 +3 位作者 马文烨 高晏琦 郁智豪 苏琳琳 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-6,共6页
碳化硅(SiC)雪崩光电二极管(APD)是一种独具优势的微弱紫外光探测器,其过偏压承受能力是确保器件可靠工作的一个重要因素。本工作设计并制备了穿通型SiC吸收层电荷控制层雪崩倍增层分离(SACM)APD。基于这种结构,器件电场从雪崩倍增层向... 碳化硅(SiC)雪崩光电二极管(APD)是一种独具优势的微弱紫外光探测器,其过偏压承受能力是确保器件可靠工作的一个重要因素。本工作设计并制备了穿通型SiC吸收层电荷控制层雪崩倍增层分离(SACM)APD。基于这种结构,器件电场从雪崩倍增层向吸收层扩展,从而减小了雪崩倍增层内电场强度变化率,最终将器件过偏压承受能力提高到10 V;得益于吸收层的分压,雪崩倍增层的电场强度得到有效降低,载流子隧穿可能性减小,这能够有效降低器件暗计数,从而有利于提高器件探测灵敏度;此外,设计的SiC SACM APD倾斜台面仅刻蚀到雪崩倍增层上表面,这能够让器件填充因子提高至约60%,显著改善了深刻蚀导致的传统SACM结构有效光敏区域减小的问题。 展开更多
关键词 探测器 雪崩光电二极管 碳化硅 微弱紫外光探测器 暗计数 过偏压承受能力
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温湿度对光子计数器性能影响的研究
12
作者 张宁波 李振坤 +2 位作者 赵旭辉 程志强 娄然 《轻工科技》 2024年第1期142-144,154,共4页
光子计数器是一种基于直接探测量子限理论的极微弱光脉冲检测设备。它采用先进的光电倍增管技术,可以准确地识别和测量每秒钟内的光子数,以及离散的微弱光脉冲信号的功率。本文从环境温、湿度方面考虑,针对光子计数器自身性能(暗计数、... 光子计数器是一种基于直接探测量子限理论的极微弱光脉冲检测设备。它采用先进的光电倍增管技术,可以准确地识别和测量每秒钟内的光子数,以及离散的微弱光脉冲信号的功率。本文从环境温、湿度方面考虑,针对光子计数器自身性能(暗计数、重复性)进行研究,分析温湿度对光子计数器性能的影响,为光子计数器的应用提供数据支撑。 展开更多
关键词 光子计 温度 湿度 暗计数 重复性
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基于APD参数建模的单光子探测研究 被引量:3
13
作者 艾青 万钧力 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期219-224,共6页
针对单光子雪崩光电二极管(SPADs)的单光子量子效率(SPQE),提出了一种严格的数学模型。模型适用于工作波长为1.3μm和1.5μm的In_(0.52)Al_(0.48)As、InP倍增层和In_(0.52)Al_(0.48)As-InP异质结倍增层的SPADs。模型作为器件结构、工作... 针对单光子雪崩光电二极管(SPADs)的单光子量子效率(SPQE),提出了一种严格的数学模型。模型适用于工作波长为1.3μm和1.5μm的In_(0.52)Al_(0.48)As、InP倍增层和In_(0.52)Al_(0.48)As-InP异质结倍增层的SPADs。模型作为器件结构、工作电压、倍增层材料的函数,可用来优化SPQE,进而评估和优化盖革模式下APDs的性能。 展开更多
关键词 光电子学 单光子量子效率 雪崩概率 暗计数 雪崩光电二极管
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超导纳米线单光子探测器暗记数的来源与抑制
14
作者 刘禹彤 李勃 《科技资讯》 2018年第26期10-12,14,共4页
超导纳米线单光子探测器作为未来深空激光通信系统的核心设备之一,其暗记数率对通信误码率有十分重要的影响。本文论述了超导纳米线单光子探测器暗记数的来源于抑制方法,通过低温制冷与片上滤光技术、优化纳米线结构与选取合适偏置电流... 超导纳米线单光子探测器作为未来深空激光通信系统的核心设备之一,其暗记数率对通信误码率有十分重要的影响。本文论述了超导纳米线单光子探测器暗记数的来源于抑制方法,通过低温制冷与片上滤光技术、优化纳米线结构与选取合适偏置电流的方式分别降低背景与本征暗记数;对现有探测系统进行测试,得到了最优工作状态下的偏置电流为20.5μA,其探测效率为54%,暗记数率为195Hz。 展开更多
关键词 深空光通信 超导纳米线单光子探测器 暗计数 偏置电流
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1064 nm单光子探测硅基SPAD探测组件设计
15
作者 丁鹏 邓光平 +2 位作者 马华平 黄建 钟玉杰 《半导体光电》 北大核心 2024年第6期887-892,共6页
设计了一种用于单光子探测的8×8阵列硅基单光子雪崩光电二极管(Single Photon Avalanche Photodiode,SPAD)探测组件,包括硅基SPAD焦平面阵列和高压读出电路。硅基SPAD焦平面阵列采用N^(+)-p-π-P^(+)结构,像元中心距为200μm,工作... 设计了一种用于单光子探测的8×8阵列硅基单光子雪崩光电二极管(Single Photon Avalanche Photodiode,SPAD)探测组件,包括硅基SPAD焦平面阵列和高压读出电路。硅基SPAD焦平面阵列采用N^(+)-p-π-P^(+)结构,像元中心距为200μm,工作在盖革模式。SPAD像素单元采用背面反射镜、微纳散光结构以提高1064 nm波长的光子探测效率。高压读出电路采用单片集成技术,将高压淬灭电路、延迟复位电路、雪崩电流检测电路以及高压保护电路等集成在单一硅片上。硅基SPAD探测组件可实现8×8阵列规模的单光子信号并行检测,在40 V过偏压条件下,1064 nm波长的平均光子探测效率达到11.1%,平均暗计数率为4.6 kHz,在100 ns死区时间下的后脉冲概率为6.76%。 展开更多
关键词 单光子雪崩光电二极管 读出电路 焦平面阵列 光子探测效率 暗计数
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室温下高探测效率InGaAsP/InP单光子雪崩二极管
16
作者 祁雨菲 王文娟 +5 位作者 孙京华 武文 梁焰 曲会丹 周敏 陆卫 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-6,共6页
描述了一种高性能平面InGaAsP/InP单光子雪崩二极管(SPAD),该二极管具有单独的吸收、分级、电荷和倍增(SAGCM)异质结构。通过电场调节和缺陷控制,SPAD在293 K的门控模式下工作,光子探测效率(PDE)为70%,暗计数率(DCR)为14.93 kHz,后脉冲... 描述了一种高性能平面InGaAsP/InP单光子雪崩二极管(SPAD),该二极管具有单独的吸收、分级、电荷和倍增(SAGCM)异质结构。通过电场调节和缺陷控制,SPAD在293 K的门控模式下工作,光子探测效率(PDE)为70%,暗计数率(DCR)为14.93 kHz,后脉冲概率(APP)为0.89%。此外,在死区时间为200 ns的主动淬灭模式下工作时,室温下实现了12.49%的PDE和72.29 kHz的DCR。 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 暗计数 光子探测效率 后脉冲概率
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电场调控增强型背照式单光子雪崩二极管
17
作者 李聪 王哲 +8 位作者 杨旭 田娜 冯鹏 窦润江 于双铭 刘剑 吴南健 李传波 刘力源 《集成电路与嵌入式系统》 2024年第10期1-8,共8页
本研究利用搭建的仿真设计平台开发了一款电场调控增强型背照式单光子雪崩二极管(SPAD)器件,通过调控SPAD雪崩区电场,进一步提升了背照式器件的光子探测效率,降低了暗计数率。仿真结果表明,本研究设计的SPAD在水平和垂直电场的协同作用... 本研究利用搭建的仿真设计平台开发了一款电场调控增强型背照式单光子雪崩二极管(SPAD)器件,通过调控SPAD雪崩区电场,进一步提升了背照式器件的光子探测效率,降低了暗计数率。仿真结果表明,本研究设计的SPAD在水平和垂直电场的协同作用下,有效提高了电子倍增效率,峰值探测效率达到50.1%,在过偏压为3 V时,暗计数率降低至764 Hz。本文对比分析了不同耗尽层厚度和P-Well半径对电场调控增强型背照式SPAD器件性能的影响,并确定了最优结构尺寸。研究结果为基于SPAD的高精度光电探测应用提供了新的技术途径,为SPAD器件在科学研究和工业应用中的进一步发展奠定了基础。 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 背照式 光子探测效率 暗计数 电场调控 器件仿真
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SOI基横向SAMBM APD三维建模与特性研究
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作者 谢进 宜新博 +2 位作者 刘景硕 崔凯月 谢海情 《电子设计工程》 2024年第16期59-63,68,共6页
为更好表征器件的工作过程,为后续器件工艺制备实现提供更精确的理论支撑,采用SEN-TAURUS软件对SOI基横向多缓冲区SAM雪崩光电二极管进行三维建模仿真与特性研究。对器件的雪崩电压、光暗电流、响应度、雪崩增益、雪崩发生概率、光子探... 为更好表征器件的工作过程,为后续器件工艺制备实现提供更精确的理论支撑,采用SEN-TAURUS软件对SOI基横向多缓冲区SAM雪崩光电二极管进行三维建模仿真与特性研究。对器件的雪崩电压、光暗电流、响应度、雪崩增益、雪崩发生概率、光子探测效率以及暗计数率进行研究分析。仿真结果表明,器件雪崩电压为8.0 V,在偏置电压为4 V时,器件暗电流为5.31×10^(-16)A;当入射光波长为400 nm,光功率为0.001 W/cm^(2)时,响应度为170 A/W,增益为308.6;过偏压为1 V时,光子探测效率峰值为42.3%,暗计数率为476 Hz。 展开更多
关键词 雪崩光电二极管 三维建模 I-V特性 光子探测效率 暗计数
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Research on the correlation between the dual diffusion behavior of zinc in InGaAs/InP single-photon avalanche photodiodes and device performance
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作者 LIU Mao-Fan YU Chun-Lei +7 位作者 MA Ying-Jie YU Yi-Zhen YANG Bo TIAN Yu BAO Peng-Fei CAO Jia-Sheng LIU Yi LI Xue 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期595-602,共8页
The development of InGaAs/InP single-photon avalanche photodiodes(SPADs)necessitates the utiliza-tion of a two-element diffusion technique to achieve accurate manipulation of the multiplication width and the dis-tribu... The development of InGaAs/InP single-photon avalanche photodiodes(SPADs)necessitates the utiliza-tion of a two-element diffusion technique to achieve accurate manipulation of the multiplication width and the dis-tribution of its electric field.Regarding the issue of accurately predicting the depth of diffusion in InGaAs/InP SPAD,simulation analysis and device development were carried out,focusing on the dual diffusion behavior of zinc atoms.A formula of X_(j)=k√t-t_(0)+c to quantitatively predict the diffusion depth is obtained by fitting the simulated twice-diffusion depths based on a two-dimensional(2D)model.The 2D impurity morphologies and the one-dimensional impurity profiles for the dual-diffused region are characterized by using scanning electron micros-copy and secondary ion mass spectrometry as a function of the diffusion depth,respectively.InGaAs/InP SPAD devices with different dual-diffusion conditions are also fabricated,which show breakdown behaviors well consis-tent with the simulated results under the same junction geometries.The dark count rate(DCR)of the device de-creased as the multiplication width increased,as indicated by the results.DCRs of 2×10^(6),1×10^(5),4×10^(4),and 2×10^(4) were achieved at temperatures of 300 K,273 K,263 K,and 253 K,respectively,with a bias voltage of 3 V,when the multiplication width was 1.5µm.These results demonstrate an effective prediction route for accu-rately controlling the dual-diffused zinc junction geometry in InP-based planar device processing. 展开更多
关键词 InGaAs/InP single-photon avalanche photodiode diffusion depth Znic diffusion dark count rate
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楔条形阳极探测器的性能测试与分析 被引量:6
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作者 刘永安 赵宝升 +3 位作者 朱香平 缪震华 张兴华 邹玮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期750-755,共6页
对研制出的楔条形阳极探测器进行了性能分析与实验测试,分析了引起成像畸变的三个重要因素:到达阳极的电子云半径大小、阳极的电容耦合效应和电子读出电路的性能.电子云半径的过大或过小会相应引起成像的"S"畸变或调制畸变,... 对研制出的楔条形阳极探测器进行了性能分析与实验测试,分析了引起成像畸变的三个重要因素:到达阳极的电子云半径大小、阳极的电容耦合效应和电子读出电路的性能.电子云半径的过大或过小会相应引起成像的"S"畸变或调制畸变,电容耦合效应和电路噪音也均会引起成像的畸变.此外,测试了探测器的暗计数率、线性度以及空间分辨率等性能,同时分析了微通道板在光照情况下的增益特性和暗计数的一般特性及其产生原因.测试结果表明探测器的成像畸变很小、线性关系较好,空间分辨率优于150μm,微通道板的暗计数率低于0.4count/s*cm2. 展开更多
关键词 阳极探测器 楔条形阳极 微通道板 暗计数 分辨率
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