• 제목/요약/키워드: avalanche photodiode

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Avalanche Photodiode의 연구 현황과 전망

  • 박찬용;유지범;김홍만
    • 전자통신동향분석
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    • 제8권1호
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    • pp.92-110
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    • 1993
  • 광통신의 전송용량을 증가시키는 방법의 한가지로 전송속도의 증대에 관한 연구개발이 국내외에서 진행되어 왔다. 전송속도가 증가하여 Gb/s 급 이상이 되면 수신단 전치증폭기의 잡음이 급격히 증가하게 되어 수신감도가 떨어지게 되는데 이는 곧 중계기의 간격 감소로 인한 경제성의 저하를 의미한다. 이러한 수신단의 수신감도 저하를 극복하는 방법의 하나로 내부 이득을 갖는 APD(Avalanche Photodiode)를 수광소자로 사용하고자 하는 연구가 진행되어 왔다. 본 고에서는 InGaAs를 흡수층으로 하는 광통신용 APD의 구조, 동작특성 및 최근 연구동향을 소개하고자 한다.

고속 애벌린치 포토타이모드 제작을 위한 확산 공정의 신경망 모델링 (Diffusion Process Modeling for High-speed Avalanche Photodiodes using Neural Networks)

  • 고영돈;정지훈;윤밀구
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.37-40
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    • 2001
  • This paper presents the modeling methodology of Zinc diffusion process applied for high-speed avalanche photodiode fabrication using neural networks. Three process factors (sealing pressure, amount of Zn$_3$P$_2$ source per volume, and doping concentration of diffused layer) are examined by means of D-optimal design experiment. Then, diffusion rate and doping concentration of Zinc in diffused layer are characterized by a static response model generated by training fred-forward error back-propagation neural networks. It is observed that the process models developed here exhibit good agreement with experimental results.

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Improved Circuits for Single-photon Avalanche Photodiode Detectors

  • Kim, Kyunghoon;Lee, Junan;Song, Bongsub;Burm, Jinwook
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제14권6호
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    • pp.789-796
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    • 2014
  • A CMOS photo detection bias quenching circuit is developed to be used with single photon avalanche photodiodes (SPADs) operating in Geiger mode for the detection of weak optical signals. The proposed bias quenching circuits for the performance improvement reduce the circuit size as well as improve the performance of the quenching operation. They are fabricated in a $0.18-{\mu}m$ standard CMOS technology to verify the effectiveness of this technique with the chip area of only $300{\mu}m^2$, which is about 60 % of the previous reported circuit. Two types of proposed circuits with resistive and capacitive load demonstrated improved performance of reduced quenching time. With a commercial APD by HAMAMATSU, the dead time can be adjusted as small as 50 ns.

Examination of Diffusion Process for High-speed Avalanche Photodiode Fabrication

  • Ilgu Yun;Hyun, Kyujg-Sook;Kwon, Yong-Hwan;Pyun, Kwang-Eui
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제13권11호
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    • pp.954-958
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    • 2000
  • The characterization of zinc diffusion processes applied for high-speed avalanche photodiodes has been examined. The different diffusion process conditions for InP test structures were explored. The zinc diffusion profiles, such as the diffusion depth and the zinc dopant concentration, were examined using secondary ion mass spectrometry with varying the process variables and material parameters. It is observed that the diffusion profiles are severly impacted on the process parameters, such as the amount of Zn$_3$P$_2$ source and the diffusion time, as well as material parameters, such as doping concentration of diffusion layer. These results can be utilized for the high-speed avalanche photodiode fabrication.

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Study of Zinc Diffusion Process for High-speed Avalanche Photodiode Fabrication

  • Ilgu Yun;Hyun, Kyung-Sook;Pyun, Kwang-Eui
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.731-734
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    • 2000
  • The characterization of Zinc diffusion processes applied fur high-speed avalanche photodiodes has been examined. The different diffusion process conditions for InP test structures were explored. The Zinc diffusion profiles, such as the diffusion depth and the Zinc dopant concentration, were examined using secondary ion mass spectrometry with varying the process variables and material parameters. It is observed that the diffusion profiles are severely impacted on the process parameters, such as the amount of Zn$_3$P$_2$source and the diffusion time, as well as material parameters, such as doping concentration of diffusion layer. These results can be utilized for the high-speed avalanche photodiode fabrication.

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Floating Guard Ring 구조를 갖는 InP/InGaAs Avalanche Photodiode의 이중확산 방법에 의한 제작 (Fabrication of InP/InGaAs Avlanche Photodeode with Floating Guard Ring by Double Diffusion)

  • 박찬용;강승구;현경숙;김정수;김홍만
    • 한국광학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.66-71
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    • 1996
  • Floating guard ring(FGR) 구조를 갖는 avalanche photodiode(APD)는 제작이 매우 간단하고 제작된 소자의 신뢰성이 뛰어나기 때문에 고감도 특성의 고속동작 수광소자로 적합하다. 본 연구논문에서는 FGR APD의 구조설계, 제작공정 및 특성 측정 결과에 대해 논의하였다. FRG-APD는 이중확산 방법으로 제작하였으며 FGR이 가드링으로서 동작함을 2차원 이득특성 측정으로부터 확인할 수 있었다. 제작된 APD는 35GHz의 이득-대역폭 곱을 나타내었으며 2.5Gbps NRZ(Non-return-to-zero) 광신호에 대한 수신감도는 비트오율이 $10^{-9}$일 때 -31.9dBm이었다.

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2.5Gbps 광통신용 InGaAs separate absorption grading multiplication (SAGM) advanche photodiode의 제작 및 특성분석 (Fabrication and characterization of InGaAs Separate Absorption Grading Multiplication Avalache Photodiodes for 2.5 Gbps Optical Fiber Communication System)

  • 유지범;박찬용;박경현;강승구;송민규;오대곤;박종대;김흥만;황인덕
    • 한국광학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.340-346
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    • 1994
  • 2.5Gbps 광통신시스템용 수광소자로서 charge plate층을 갖는 링구조의 separate absorption grading multiplication avalanche photodiode를 제작하고 그 특성을 조사 분석하였다. Avalanche Photodiode의 제작은 Metal-Organic Chemical Vapor Deposition 과 Liquid Phase Epitaxy법을 이용한 에피성장과 Br:Methanol을 이용한 채널식각 방법을 사용하였고, passivation과 평탄화는 photosensitive polyimide를 이용하였다. 제작된 ADP는 10nA 이하의 작은 누설전류를 나타내었고, -38~39 V의 항복전압을 나타내었다. 제작된 ADP를 GaAs FET hybrid 전치증폭기와 결합하여 2.5Gbps 속도에서 $2^{23}-1$의 길이를 갖는 입력 광신호에 대해 $ 10^{-10}$ Bit Error Rate에서 -31.0dBm의 수신감도를 얻었다.

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