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基于第四族材料异质结光电晶体管在光纤通信网络中的噪声分析

DOI：10.1109/JSEN.2018.2869975 期刊：IEEE Sensors Journal 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 本文对不同锡组分和基区掺杂浓度下基于Ge1?xSnx合金的异质结光电晶体管（HPT）的噪声特性与光谱响应度进行了分析研究。该结构由通过锗虚拟衬底赝形生长于硅衬底上的n-Ge/p-Ge1?xSnx层构成，兼容互补金属氧化物半导体技术。合金在基区的高吸收系数显著提升了高频区域的信噪比，从而实现了光纤通信窗口C波段和L波段的高效光电探测。通过对比锗锡HPT的理论研究结果与现有III-V族化合物基HPT的数据，评估了锗锡基HPT能否成为良好替代方案。
作者： Harshvardhan Kumar，Rikmantra Basu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究不同锡组分和基区掺杂浓度下基于Ge1?xSnx合金的异质结光电晶体管（HPTs）的噪声特性与光谱响应度，并将其性能与基于III-V族化合物的HPTs进行对比。

研究成果

基于锗锡（GeSn）的异质结光电晶体管（HPTs）展现出优异性能：在10 GHz频段信噪比大于70分贝、100 GHz频段大于50分贝，具有高光谱响应度及在1.55微米及更长波长范围内较高的吸收系数，使其成为光纤通信和中红外应用领域高性能光电探测器的理想候选材料。该工艺技术的CMOS兼容性进一步提升了其应用潜力。

研究不足

该研究是理论性的，缺乏实验验证。某些锡浓度下的吸收系数数据无法通过实验获得，且分析假设了理想条件，未考虑制造缺陷。

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