通過0.18μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝設(shè)計并制備了一種MOS結(jié)構(gòu)的硅基發(fā)光器件。該光源器件在一個n阱中設(shè)計了兩個相同的PMOS,分別利用p⁺源/漏區(qū)與n阱形成的p⁺n結(jié)進(jìn)行反偏雪崩擊穿而發(fā)射可見光。測試結(jié)果顯示,該光源器件在正偏狀態(tài)下的開啟電壓為0.8 V,在6 V的反偏電壓下發(fā)生雪崩擊穿,能夠發(fā)出黃色的可見光,發(fā)光頻譜范圍為420～780 nm。本文對比了0.5μm和2μm兩個不同發(fā)光窗口寬度的測試結(jié)果,發(fā)現(xiàn)該光源器件在更小發(fā)光窗口具有更高的發(fā)光強(qiáng)度和更好的發(fā)光均勻度,該特征與發(fā)光器件的反向電流密度分布和光在金屬電極間的反射有關(guān)。研究成果在片上硅基光電集成回路中具有一定的應(yīng)用價值。 

【文章來源】：發(fā)光學(xué)報. 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

MOS結(jié)構(gòu)硅LED結(jié)構(gòu)示意圖。

MOS結(jié)構(gòu)硅發(fā)光器件實際顯微照片。

使用Agilent 16442A半導(dǎo)體特性分析系統(tǒng)分別對兩個不同發(fā)光窗口寬度的光源器件進(jìn)行了I-V特性測試,測試結(jié)果如圖3所示。兩個不同發(fā)光窗口寬度的光源器件具有相似的I-V特性。由于是硅材料,因此器件的正向開啟電壓約為0.8 V,導(dǎo)通電流在器件開啟后急劇上升并達(dá)到限流值(15 mA)。當(dāng)反偏電壓大于-5.8 V時,兩款器件均保持截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)反偏電壓小于-5.8 V時,發(fā)光窗口寬度為0.5 μm的光源器件首先發(fā)生擊穿;繼續(xù)增大反偏電壓達(dá)到-6 V時,發(fā)光窗口寬度為2 μm的光源器件也發(fā)生擊穿,反向電流急劇增大。3.2 發(fā)光特性

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Progress in complementary metal–oxide–semiconductor silicon photonics and optoelectronic integrated circuits[J]. 陳弘達(dá),張贊,黃北舉,毛陸虹,張贊允.  Journal of Semiconductors. 2015(12)



本文編號：3331567