天水庆华“新型光电探测器”创国际先进

2006年4月14日，甘肃天水庆华电子科技有限公司(860厂)研发的“2YW101型光电探测器”，在兰州通过了甘肃省经济委员会和甘肃省科技厅联合主持的新产品鉴定。被专家评价为可以助推企业腾飞、在国内技术领先，达到国际先进水平的半导体光电探测器新产品。

点击此处查看全部新闻图片

鉴定会上，由甘肃省经委、省科技厅和天水庆华科技公司分别邀请的中科院成都光电技术研究所、中科院近代物理所、甘肃省科学院、兰州大学、兰州交通大学、兰州理工大学等国内高校科研院所光电子学科权威专家教授组成的鉴定委员会各位专家，通过认真审察和听取天水庆华电子科技有限公司领导与技术人员关于研制2YW101型光电探测器新产品的技术总结报告、测试检验报告、查新报告、用户使用报告、标准化审查报告、质量审查报告、技术经济分析报告，产品设计及制造工艺文件等详细文件报告和在现场观看了产品及其特性特别是光电转换特性演示后，对天水庆华电子科技有限公司联合国内高校专家教授，共同研发和转化科研成果，研制成功具有广阔市场推广前景的“2YW101型光电探测器”新产品，给予高度评价，一致认为“2YW101型光电探测器”新产品，在技术创新上具有以下突出优势与特点：

一是在国内首次使用有机半导体材料苝四甲酸二酐(PTCDA)，在P-Si衬底表面制作出异质结光电探测器，是半导体材料利用中的创新，经国家定标单位中国测试技术研究所测试分析表明，该器件的光谱响应范围宽(450nm-1080nm)，光电响应的灵敏度高，并经国营八七一厂检验测试及甘肃省电子产品检验所检验，该光电探测器具有良好的光电转换效率。

二是该产品在结构设计上，利用宽带隙有机半导体材料PTCDA，作为光功率的透射窗口，使其最重要的参数-光电转换的量子效率，不严格依赖于结与器件表面的距离，使得给定的光信号波长，可做到量子效率和光电响应速度皆优，由此大大提高了该光电探测器的性能，同时也是光电器件设计结构上的创新。

三是该产品经低温(-55℃)、高温(+125℃)各24小时存贮试验后测试表明，产品的光电特性及其参数未发生劣化现象，因此，它具有良好的可靠性和稳定性。

四是该产品的制做工艺是在常温条件下进行，不需要高温氧化及扩散，大大简化了工艺流程，降低了生产成本，并提高了产品的成品率。五是查新结果表明，该产品欧姆接触电极的制做，在国内首次采用Al/Ni/ITO三层结构，有效地降低了比接触电阻，进一步提高了器件的稳定性可靠性，并改善了该产品的光电特性。六是该产品经用户使用，征求意见反映，具有光电响应速度快，灵敏度高、耐冲击、耐热性好，产品性能稳定，有广阔的市场应用前景，并可代替现有的光敏二极管PD及PID。

另外，专家们还评价该产品设计与工艺设计文件完整、准确，符合标准化要求，在原材料的利用及器件结构、制造工艺等方面的设计科学先进，用户试用性能优良，创新特色明显，市场前景广阔，其整体技术水平在国内处于领先，并达到国际先进水平，可以指导生产，一致同意通过产品设计定型鉴定，建议尽快批量生产，取得显著的经济效益，助推企业快速发展。

相关资料及背景介绍：

半导体光电探测器是将光的能量(光子)转变为电的能量(电压或电流)的一种电子元器件。它是光电系统中必不可少的关键器件。其应用范围和前景十分广阔，如在光纤通信、光纤传感、跟踪制导、自动控制以及激光唱机、条码识读、电脑光笔、家电遥控等民用和国防建设中，都大量使用不同类型的光电探测器。而目前在国内外使用最普遍的光电探测器均是光电二极管(简称PD光电二极管)和半导体雪崩光电二极管(简称APD光电管)。它们都是由半导体材料硅，利用氧化、扩散、蒸发、溅射、合金、光刻等半导体平面工艺进行制做，要求工作环境尤其是空气的洁净度十分高。加工设备昂贵，工艺流程复杂，投入成本很大，成品率一般只有70-80%左右，而且参数均匀性和一致性普遍较差。据信息产业部相关司局的市场调研，现阶段这种光电子产品在技术上虽然不算上乘，但在国内外的市场需求量却很大，每年都以50%左右的增长率在飞速上升。如2002年国内市场的需求量是10亿只，到2004年就增至20多亿只，产销达到50多亿元。尽管如此，长期以来，我国每年需要的PD、APD产品还一直从国外进口或者从国外进口芯片，在国内封装。要想改善这种状况，只有通过在“高量子效率PTCDA／P-Si(有机／无机)异质结光电探测器”上寻求技术创新突破。近年来，国际上已经有不少人在研制并取得了程度不同的技术进步和产品问世。

“高量子效率PTCDA／P-Si(有机／无机)异质结光电探测器”作为开拓发展和创新研制半导体器件的一种新型产品，它利用具有高热稳定特性的有机半导体材料PTCDA(苝四甲酸二酐)在硅单晶衬底上制造出具有肖特基势垒特性的异质结光电探测器，其工艺流程简单，不需要氧化、扩散、光刻等半导体平面工艺，使生产成本大幅下降，(可降低约50-60%)，而且成品率可达95%以上。该“有机／无机)异质结光电探测器”对可见光至近红外区的光具有高量子效率的光电转换及宽带响应。试验研究表明，这种新型光电探测器和由半导体平面工艺制作的光电二极管及半导体雪崩光电二极管等光电探测器相比，对光的响应速度高达十倍和更高的光、电转换的量子效率(接近100%)，完全可替代进口。使我国光电探测器的研制技术水平达到国际先进，对我国具有自主知识产权的光电子技术和光电子产品的发展具有十分长远的意义。

研制单位甘肃天水庆华电子科技有限公司是在原甘肃省庆华仪器厂(860厂)基础上创新改制重组的高科技企业。原厂长期从事微波扫频仪等电子测量仪器和通信器件的研发产销，拥有一支高素质的半导体薄膜加工工艺研究工程技术队伍和熟练操作半导体薄膜加工设备的技术工人队伍。“2YW101型光电探测器”项目技术负责人张福甲作为兰州大学半导体发光材料及光电子器件学术领域的学科带头人、博士研究生导师、半导体光电子学研究室主任、全国发光学会理事，长期负责并主持国家级及部省级的科研项目，取得多项科研成果。高亮度发光二极管等成果于上世纪90年代转化为746厂等企业的光电子产品后，取得了巨大的经济效益。是国内外光电子学术界有重要影响的人物。