美國和中國的研究人員合作開發了具有低暗電流和高增益的(001)硅基單片砷化銦(InAs)量子點(QD)雪崩光電二極管(APD)結構。
該團隊聲稱,該器件是首款具有低暗電流的硅單片InAs QD APD,適用于光纖O波段(1260-1360nm)通信。這些基于QD的APD享有與QD激光器共享相同的外延層和加工流程的優勢,能促進與硅平臺上激光源的集成。當考慮到高達323K(50°C)的高增益和低暗電流性能時,這些APD在超級計算機和數據中心內的節能互連中具有巨大的應用潛力。
實驗中,擊穿電壓隨溫度升高表明,雪崩而不是隧穿是主要機制。研究人員指出,33nA暗電流值比Si/Ge APD,Si上的InGaAs / InAlAs APD和最近異質地集成在Si上的InAs QD APD降低了兩個數量級以上。由于APD設備中的混合注入,噪聲很大,需要進一步降低噪聲。該團隊打算使用分離吸收,電荷和倍增雪崩光電二極管(SACM-APD)結構,以降低噪聲和提高速度。
對調制信號的響應顯示,其3.dB帶寬為2.26GHz,偏置電壓為-6V,在-15.9V時減小至2.06GHz。研究人員將減少歸因于較高的反向偏置下的雪崩累積時間。電阻電容(RC)限制的帶寬估計為5.16GHz。研究人員計劃使用半絕緣硅襯底或厚的苯并環丁烯(BCB)/ SU8層來改善RC性能,以減少寄生電容效應。
偽隨機二進制序列調制在-3dBm~率下的性能產生了睜眼圖,數據速率高達8Gbit/s。使用2.5Gbit/s序列時,在-15.9V偏置下,誤碼率(BER)顯著降低。
原文題目:Monolithic indium arsenide quantum dot avalanche photodiode on silicon
| 相關新聞: |
| 晶圓級硅基鍺量子線的自組裝定位生長研究獲進展 |
| 南京大學研究團隊在硅基光量子芯片上實現三維糾纏 |
| ALLOS用于微型LED的200mm硅基GaN晶圓片具有波長均勻性和可重復性 |
學習園地