GeOI平台上高效率垂直p-i-n光探测器：离子注入实现与性能

本研究论文聚焦于高性能的正常入射垂直p-i-n光电探测器在锗绝缘体（Germanium-on-Insulator, GOI）平台上的实现。作者们展示了通过在锗层的底部和顶部采用离子注入技术分别掺杂硼和砷来构建垂直p-i-n结构的过程。在这个过程中，关键的技术步骤是确保在转移后的高纯度锗层中获得陡峭的掺杂浓度梯度，这对于优化光电器件的性能至关重要。 垂直p-i-n结构的设计允许光线在垂直方向上被吸收，提高了探测效率，尤其是在对准正常入射光的情况下。这种设计的优势在于它能够减小光损耗，提高响应速度，特别适用于光通信系统中的应用，如光探测、数据传输和光学信号处理等。在实验结果中，这些探测器在-1伏特偏置下展现出较低的暗电流密度，约为47毫安每平方厘米，显示出良好的光电转换性能。此外，它们在1550纳米波长下的光学响应率为0.39安培每瓦特，这是一个重要的性能指标，表明其在长波长红外光谱区域具有较高的敏感度。 该工作不仅展示了利用GOI平台制造出的垂直p-i-n光电探测器的技术潜力，还突出了在微电子集成中的优势，比如小型化、集成度高以及与硅基半导体的兼容性。作者团队来自新加坡南洋理工大学的电气与电子工程学院，以及新加坡麻省理工学院的研究联盟，他们的研究合作有助于推动光电子器件的发展，特别是在高密度和高速度的应用场景中。 总结来说，这篇论文为高性能垂直p-i-n光电探测器在基于锗的绝缘体平台上的设计、制备和性能评估提供了有价值的信息，对于光电子领域的科研人员和技术开发者来说，是一项具有实用价值和理论意义的研究成果。通过优化工艺参数和深入理解材料特性，未来有可能实现更高效率和更低噪声的垂直p-i-n光电探测器，进一步推动光通信和光传感技术的进步。