硅基外延锗金属-半导体-金属光电探测器及其特性分析  

Characteristics of Si-based metal-germanium-metal photodectectors

作　　者：蔡志猛[1] 周志文[1] 李成[1] 赖虹凯[1] 陈松岩[1] 

机构地区：[1]厦门大学物理系半导体光子学研究中心,福建厦门361005

出　　处：《光电子．激光》2008年第5期587-590,共4页Journal of Optoelectronics·Laser

基　　金：国家自然科学基金资助项目(60676027;50672079);福建省重点科技资助项目(2006H0036);国家重点基础发展研究计划资助项目(2007CB613404);教育部回国留学人员启动基金资助项目

摘　　要：利用超高真空化学汽相淀积(UHV/CVD)设备,以低温下生长的薄的Si1-xGex和Ge作为缓冲层,在Si(100)衬底上外延出表面平整(粗糙度<1 nm)、位错密度低(<5×105cm-2、厚度约为500 nm的高质量纯Ge层。Ge层受到由于Si和Ge热膨胀系数不同引入的张应变,应变大小约为0.2%。以外延的Ge层为吸收区、在硅基上制备了台面面积为195×150μm2的金属-半导体-金属(MSM)光电探测器。在-1 V偏压下,暗电流为2.4×10-7A;在零偏压下,光响应波长范围扩展到1.6μm以上。High-quality tensile strained thick Ge layers（about 500 nm） were epitaxially grown on a Si（100）Substrate after insertion of a low-temperature-grown Si1-x Gex and Ge buffer layer with low threading dislocation densities （〈 5 ×10^5 cm^2 ） and flat surface （rms〈1 nm） by an ultrahigh vacuum/chemical vapor deposition（UHV/CVD）. The tensile strain of about 0.2% was induced by the thermal expansion coefficient mismatching between Si and Ge during the cooling process from elevated growth temperature. A 195μm×150μm metal-semicondctor-metal（MSM） photodetector based on this materials was fabricated and characterized. The dark current was about 2.4×10^-7 A at the bias of -1 V and the photocurrent spectra in the wavelength range expanded to 1.6 μm （at 0 V）.

关 键 词：Ge 弛豫缓冲层 MSM光电探测器 

分 类 号：TH867.91[机械工程—仪器科学与技术]