用于硅基短波红外成像的GeSn 320×256焦平面阵列
光学
2025-07-01 v2 应用物理
摘要
短波红外（SWIR）成像在从军事到民用消费电子等应用中展现出巨大潜力。然而，目前基于化合物半导体的焦平面阵列（FPAs）由于制造成本高、生产周期长，在民用领域的应用受到限制。为解决这一问题，我们采用与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容的制造方法，在Si衬底上设计并制备了一种基于IV族半导体的高性能320×256焦平面阵列。吸收层由GeSn合金构成，其带隙可通过选择适当的Sn浓度进行调控。本工作中，采用10%的Sn浓度，使得硅基光电探测器在298 K下测得的截止波长为2308 nm。此外，在77 K下实现了9.7×10^11 cm·Hz^(1/2)·W^(-1)的比探测率，超过了所有先前报道的GeSn器件，并可媲美商业化的扩展型InGaAs光电探测器。借助读出电路（ROIC），我们首次成功利用硅基GeSn FPA捕获了短波红外图像。这项工作展示了IV族成像阵列在商用SWIR成像领域各种应用中的潜力。
关键词
引用
@article{arxiv.2409.12814,
title = {GeSn 320 \times 256 Focal Plane Array for Silicon-Based Short-wave Infrared Imaging},
author = {Guoyin Xu and Hui Cong and Yue Li and Zhengjie Wu and Fenghe Fu and Ping Chen and Chao Zhao and Chi Xu and Chunlai Xue},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.12814},
year = {2025}
}
备注
On one hand, our team needs to internally revise the author order; also, we must supplement the test results. Since this process will require an extended period of time, we wish to temporarily withdraw the submission