GaN多量子阱悬空波导探测器的设计与表征
光电探测器作为现代光通信系统中的关键器件,在推动社会信息化快速发展上发挥着至关重要的作用。尤其是光电探测器与不同结构波导的集成,进一步促进了探测器在不同领域的应用。
具有高响应速率、高可靠性、制作工艺简单等优点的波导探测器,将是未来光通信器件的发展方向。本文对悬空波导结构以及探测器制备工艺进行了研究,成功实现了GaN多量子阱悬空波导探测器在Si衬底GaN基晶元上的单片集成。
主要工作和成果如下:提出了一种GaN悬空结构波导,并使用FDTD数值分析法对波导的光耦合属性进行了仿真分析。GaN材料与空气的高折射率差,使悬空结构波导具有强光场限制功能。
研究紫外光刻、深硅刻蚀和背后减薄刻蚀、电子束蒸镀等主要工艺,实现了p-n结GaN多量子阱悬空波导探测器的集成制备。采用深硅刻蚀和背后减薄刻蚀双面工艺实现了悬空结构波导。
之后,使用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等设备对器件的结构、电极区域和薄膜表面粗糙度进行了测试和分析。搭建了GaN多量子阱悬空波导探测器主要特性参数测量系统。
对器件主要特性参数进行了测量并对结果进行了分析。器件 ...