英特尔开发出硅基超高感度光电二极管

2008-12-12 15:58:41来源: 国际工业自动化网

        美国英特尔于当地时间2008年12月7日开发成功了高速响应的硅基高感度光电二极管(APD:avalanche photo diode)。性能超过了原来的InP等化合物类的APD。由于同时实现了高性能和低成本,因此除长距离光缆的受光元件外,还可用于量子加密通信、高性能图像传感器和生物芯片等。该成果已刊登在12月7日的学术杂志“Nature Photonics”的网络版上。
    APD是1个光子进入受光部分时,像雪崩(avalanche)一样生成10~100对电子和空穴的光电二极管(PD)。因此,感度比一般的PD高出10倍以上。只是,原来的APD多由铟和磷(InP)等的化合物制造,单价较高,为200~300美元。

    新开发APD的增益值和带宽值的乘积为340GHz,大幅超出一般InP制造APD的120GHz。所谓增益值和带宽值的乘积为340GHz,意味着增益为10倍时可以带宽为30G~40GHz,或增益为30倍时可以带宽约为10GHz使用APD。当InP制APD元件减薄至0.2μm以下时,增益和带宽的乘积变大,但性能偏差也随之增大。而此次开发的APD,从理论上讲即使减薄其性能偏差也不会增大。

    此次APD的高性能,是通过发挥将锗(Ge)用作红外线的吸收材料以及采用应变硅,即提高硅的载流子迁移率技术材料的两种作用实现的。原来将使用Ge的应变硅技术用于PD,存在因错位和缺陷变大导致暗电流增加的问题。而此次该问题“通过优化结晶生长的温度等参数已基本解决”(英特尔公司研究员兼英特尔光子技术实验室的负责人Mario Paniccia)。

    英特尔因该成果“尚处于研究开发阶段”,没有公开具体的实用化时期和成本。不过,“与基于InP的APD相比,成本的大幅降低毋庸置疑”。

 

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编辑:潘争 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2008/1212/article_1434.html
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