采用Al/TaN叠层电极提高Si基Ge PIN光电探测器的性能

金属与Ge材料接触由于存在强烈的费米钉扎效应，导致金属电极与n型Ge接触引入较大的接触电阻，限制了si基Ge探测器响应带宽．本文报道了在SOI衬底上外延Ge单晶薄膜并制备了不同台面尺度的GePIN光电探测器．对比了电极分别为金属Al和A1／TaN叠层的具有相同器件结构的SOI基GePIN光电探测器的暗电流、响应度以及响应带宽等参数．发现在Al与Ge之间增加一薄层TaN可有效减小n型Ge的接触电阻，将台面直径为24um的探测器在1．55um的波长和-1V偏压下的3dB响应带宽提高了4倍．同时，器件暗电流减小一个数量级，而响应度提高了2倍．结果表明，采用TaN薄层制作金属与Ge接触电极，可有效钝化金属与Ge界面，减轻费米钉扎效应，降低金属与n-Ge接触的势垒高度，因而减小接触电阻和界面复合电流，提高探测器的光电性能．