光电探测器的带宽主要由光生载流子渡越时间和探测器的RC常数共同决定。渡越时间通常由探测器的有源区宽度相关，而RC常数则与探测器的结电容、串联电阻以及寄生电容等因素有关。传统的具有垂直PIN结的波导耦合型Ge探测器制备工艺相对简单，综合性能较好，应用广泛。然而其器件尺寸相对较大，结电容以及寄生参数较高，带宽因此受限。

中国科学院半导体研究所成步文课题组将螺旋电感集成到光电探测器中，利用电感增益峰值技术补偿垂直PIN结Ge探测器在高频下工作时的部分电容效应，使得频率响应曲线的RF功率在高频处增加，进而有效提高了探测器的-3 dB带宽。该课题组通过光波分析仪和光外差拍频系统，测试了集成了不同电感值螺旋电感的垂直PIN结Ge探测器的频率响应曲线，测试结果如图1所示。测试结果表明集成了适当感值螺旋电感的探测器具有>75 GHz的-3 dB带宽。该工作最后还通过眼图测试研究和验证了集成螺旋电感的探测器在大信号传输下的数据处理能力。

图1. 集成不同电感的Ge探测器的频率响应曲线。

探测器集成片上电感，可以在不增加工艺复杂度，不改变Ge光电探测器直流特性（暗电流和光响应）的前提下，补偿光电探测器的部分电容效应，有效提升探测器的带宽和数据处理能力，对于实际应用和进一步提高光电探测器的带宽具有重要意义。

该文章以题为“75 GHz Germanium Waveguide Photodetector with 64 Gbps Data Rates Utilizing Inductive-Gain-Peaking Technique”发表在Journal of Semiconductors上。

文章信息：

75 GHz germanium waveguide photodetector with 64 Gbps data rates utilizing an inductive-gain-peaking technique

Xiuli Li, Yupeng Zhu, Zhi Liu, Linzhi Peng, Xiangquan Liu, Chaoqun Niu, Jun Zheng, Yuhua Zuo, Buwen Cheng

J. Semicond. 2023, 44(1): 012301 doi: 10.1088/1674-4926/44/1/012301

Full Text: http://www.jos.ac.cn/en/article/doi/10.1088/1674-4926/44/1/012301

来源：半导体学报