科创中国

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一、项目目标利用分子束外延（MBE）的方法生长高质量的InGaAs外延材料，通过单行载流子器件结构的引入和工艺条件的优化，实现高响应度、高带宽，低暗电流的光通信用25GHz高速InGaAs PIN 探测器芯片的研发和应用，加快国产高速光通信探测器芯片的产业化，推进光通信市场的持续发展。 二、主要研究内容与考核指标研究内容：1．采用分子束外延方法实现高质量的InGaAs PIN探测器芯片材料的外延生长。通过对真空度、生长温度、源流量、掺杂等生长参数的精确控制，实现超低本征载流子浓度材料的生长，获得高质量的器件级外延材料。2．Zn扩散工艺的控制通过对扩散温度和扩散压力等工艺参数的优化,实现nInP向PInP的反型，确保扩散浓度和扩散速率能够得到精确控制。3．通过引入单行载流子器件结构，优化刻蚀、钝化、电极制备等工艺参数，实现光通信用25G高速PIN探测器芯片的制备。考核指标：1. 3V反向偏压下,电容: ***; 3dB带宽:25GHz。2．5V反向偏压下,暗电流：***；响应度：＞***(1310nm), 响应波长范围：9101650nm。3．反向击穿电压： 25V(10μA) 正向压降：*** (3mA)。4．工作温度：40℃～85℃。5．年产能大于500万只。三、项目前期基础1．工作基础目前已制备的 InGaAs PIN 探测器芯片：1）3dB带宽已可达10GHz。2）暗电流：＜10pA, 响应度：＞***（1550nm）。 3）采用的Zn扩散工艺，已实现nInP向PInP的反型。2．工作条件1）MBE外延设备：研究团队具有Veeco公司的双腔室全固态MBE系统，可实现4英寸晶片的外延生长；2）纳米加工平台：中国科学院苏州纳米所纳米加工平台针对应用基础和具有应用前景的科学与技术研究，集微米、纳米加工和检测手段于一体，具有开发微纳电子器件、微纳光电子器件、微纳光机电系统、生物传感器及生物芯片等多功能的技术支撑体系； 3）测试分析平台： 测试分析平台有4个专业技术测试分析实验室（电镜实验室、扫描探针实验室、结构分析实验室、光电实验室）和1个计算中心，为本项目的材料外延、工艺开发、测试分析提供有力的保障。