In0.53Ga0.47As雪崩光电二极管单光子探测器的温度特性研究

作者：敖天宏^*; 赵江林; 童启夏; 柳聪; 崔大健; 张承

来源：半导体光电, 2022, 43(04): 765-769.

DOI：10.16818/j.issn1001-5868.2022052501

• InGaAs SPAD
• 温度特性
• 短波红外探测器
• 激光雷达

In0.53Ga0.47As雪崩光电二极管单光子探测器(SPAD)的响应覆盖短波950～1 700 nm,具有体积小、灵敏度高等特点，在量子通信、激光测距、激光雷达等应用有广泛前景。工作温度是影响In0.53Ga0.47As SPAD性能的重要因素，温度越高暗计数率越大，导致器件的噪声也越大。研究器件温度特性是实现暗计数抑制的重要途径。建立了数学模型来提取器件光电性能参数，通过分析吸收层、倍增层中载流子对温度的影响，获得最优器件结构参数。最后，制作了光敏面直径达到70μm的In0.53Ga0.47As SPAD芯片，并进行了封装测试。结果显示，70μm In0.53Ga0.47As SPAD在室温下的探测效率为14.2%,暗计数率为88.6 kHz,噪声等效功率为3.82×10-16 W·Hz-1/2,仿真结果与测试结果的拟合曲线一致。