的开展也随之鼓起。在1 ~ 2.5 μm的短波红外波段，硅资料是准通明的，因而，一定要通过改动吸收资料来完成该波段光子的吸收。根据InGaAs的短波红外传感器的规范结构如图1a所示，该结构由一层外延生善于InP衬底上的厚膜低掺杂N-InGaAs吸收层组成。InGaAs
这项研讨介绍了用于短波红外传感的浅台面型光电二极管的完好规划、制作和表征。关于InGaAs光电二极管的制作而言，要害工艺过程是通过在N型堆叠中创立P区来界说每个像素。以往的研讨报导了多种代替计划，包含Zn分散、Be离子注入以及浅台面型架构。
浅台面型架构规划的意图是在低反向偏压下从InGaAs吸收层搜集光生载流子，以匹配读出集成电路（ROIC）的需求。少量载流子有必要穿过如图2所示的模仿能带图上的异质结。N-InP层钝化了小空隙InGaAs层，但异质结为空穴搜集引进了阻止势垒。为客服势垒，该结构被规划为通过引进一个电场来招引处于平衡状况的载流子。
随后，研讨人员运用Synopsys Sentaurus软件对该器材进行模仿，旨在寻觅按捺搜集途径静电壁垒的参数。这项理论研讨使研讨人员找到一组按捺空穴搜集势垒的掺杂浓度和厚度参数。这组参数已被用于设定InGaAs光电二极管制作的外延堆叠。
浅台面型光电二极管的原理图和简化工艺如图3所示。一切层均生善于3英寸InP衬底上（见图3a）。通过蚀刻P型层进行像素界说（见图3b和图4a）。然后，该器材通过介电堆积钝化。最终一步是制作二极管和N金属触点（见图3c）。
接着，研讨人员首先在15 μm大像素上比较了两种工艺，以剖析钝化对暗电流功能的影响。然后，选用最合适的工艺制备了5 μm像素距离的InGaAs光电二极管，并对其进行表征。最终，展现了3 μm像素距离的InGaAs光电二极管，作为像素距离减缩的事例。图5显现了该结构的横截面及其暗电流的潜在来历。
研讨人员还运用既往研讨中具有小距离和低暗电流的InGaAs光电二极管的最新数据与本研讨的器材功能作比照（参见图6）。与迄今为止报导的台面型架构比较，本研讨提出的立异架构的功能有了严重改善。
图6 本研讨在制作InGaAs光电二极管方面的效果（蓝色）与现有最新技能的比较
综上所述，凭仗立异的浅台面型架构，这项研讨规划并制备了功能优异的InGaAs光电二极管。在- 0.1 V和室温下，像素距离为5 μm时，该器材暗电流可低至5 nA/cm²。选用InP衬底和无抗反射涂层时，外部量子功率（QE）为54%。通过优化抗反射涂层和衬底去除工艺后，外部QE有望到达76%。关于低至3 μm的像素距离，该研讨成功演示了InGaAs光电二极管的运转，尽管暗电流密度增加至30 nA/cm²。这种有远景的结构现在还在研讨中，有望将其作为成像仪与Si-CMOS东西兼容的工艺以及Si-ROIC相集成。
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