532nm硅基单光子雪崩管制备及其电压调控效应

摘要

硅基单光子雪崩管具备体积小、功耗低、暗计数低、可见光波段量子效率高、探测灵敏度达单光子量级等优势，在交通、医疗和军事等领域有重要应用前景.然而，平面结构硅基单光子雪崩管的暗计数率和可见光-近红外波段单光子探测率仍需提升，掺杂工艺对器件电学特性影响仍较模糊.本文设计并制备了一款可见光-近红外波段具备单光子级探测能力的硅基盖革模式雪崩二极管，雪崩电压为38.1 V，在过偏2.4 V处暗计数率为200 Hz，且532 nm单光子探测效率达到10.56%、850 nm单光子探测效率为6.49%，并通过工艺参数调节实现器件击穿电压调控，调制范围覆盖30～40 V.该器件具备良好的工程应用前景，其光电性能调制效果能进一步应用于硅基盖革管的商业化制造.

关键词

雪崩光电二极管 / 单光子探测 / 盖革模式 / 硅 / 可见光 / 近红外