英特爾開發出矽基超高感度光電二極管

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 09:24:37 來源：中國電子元件行業協會

美國英特爾於當地時間2008年12月7日開發成功了高速響應的矽基高感度光電二極管（APD：avalanche photo diode）。性能超過了原來的InP等化合物類的APD。由於同時實現了高性能和低成本，因此除長距離光纜的受光元件外，還可用於量子加密通信、高性能圖像傳感器和生物芯片等。該成果已刊登在12月7日的學術雜誌“Nature Photonics”的網絡版上。

APD是1個光子進入受光部分時，像雪崩（avalanche）一樣生成10～100對電子和空穴的光電二極管（PD）。因此，感度比一般的PD高出10倍以上。隻是，原來的APD多由銦和磷（InP）等的化合物製造，單價較高，為200～300美元。

新開發APD的增益值和帶寬值的乘積為340GHz，大幅超出一般InP製造APD的120GHz。所謂增益值和帶寬值的乘積為340GHz，意味著增益為10倍時可以帶寬為30G～40GHz，或增益為30倍時可以帶寬約為10GHz使用APD。當InP製APD元件減薄至0.2μm以下時，增益和帶寬的乘積變大，但性能偏差也隨之增大。而此次開發的APD，從理論上講即使減薄其性能偏差也不會增大。

此次APD的高性能，是通過發揮將鍺（Ge）用作紅外線的吸收材料以及采用應變矽，即提高矽的載流子遷移率技術材料的兩種作用實現的。原來將使用Ge的應變矽技術用於PD，存在因錯位和缺陷變大導致暗電流增加的問題。而此次該問題“通過優化結晶生長的溫度等參數已基本解決”（英特爾公司研究員兼英特爾光子技術實驗室的負責人Mario Paniccia）。

英特爾因該成果“尚處於研究開發階段”，沒有公開具體的實用化時期和成本。不過，“與基於InP的APD相比，成本的大幅降低毋庸置疑”。

英特爾開發出矽基超高感度光電二極管

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