为解决谐振腔增强型(RCE)光探测器的耦合效率和响应速率的矛盾,提出了采用特殊图案透明欧姆接触的微结构及其制备工艺方案,从而使得在器件入光面积不变的情况下,欧姆接触部分的总面积显著减小,在不影响器件量子效率的前提下达到减小电容、提高响应速率的目的。在台面面积为50 μm×50 μm的情况下,获得了18 GHz的响应带宽。研制的谐振腔增强型光探测器的响应速率得到了显著的提高。

介绍了一种新型长波长InP基谐振腔增强型(RCE)光探测器。通过V(FeCl3)∶V(H2O)溶液对InGaAs牺牲层的选择性湿法腐蚀,制备出具有InP/空气隙的高反射率分布布拉格反射镜(DBR),并将该选择性湿法腐蚀技术成功地应用到长波长InP基谐振腔增强型光探测器的制备中去,从而彻底解决了InP/InGaAsP高反射率分布布拉格反射镜难以外延生长的问题。所制备出的谐振腔增强型光探测器,其台面面积为50 μm×50 μm,底部反射镜为1.5对的InP/空气隙分布布拉格反射镜,顶部反射镜靠InGaAsP与空气的界面反射来实现。测试结果表明,该谐振腔增强型光探测器在波长1.510 μm处获得了约59%的峰值量子效率,在3 V反偏压下暗电流为2 nA,3 dB响应带宽达到8 GHz。

高速长波长光探测器是高速光纤通信系统和网络的关键器件,它要求光探测器具有宽的频率响应带宽和高量子效率。常用的PIN光探测器由于量子效率和高速性能均受到吸收层厚度的牵制,使得二者相互制约,成为一对矛盾。谐振腔增强型(RCE)光探测器为这一矛盾的解决提供了有效的方案。基于谐振腔增强型光探测器的实际设计和制作模型,分析了器件吸收层中的光场分布,并将其运用于载流子的连续方程,从理论上详细地分析了器件的高速响应特性,给出了计算结果。针对研制的高速长波长谐振腔增强型光探测器,进行了理论分析和实际器件测试的结果比较,得到了比较一致的结果。