Tyrimų pažangaInGaAs fotodetektorius
Eksponentiškai augant ryšių duomenų perdavimo apimčiai, optinių sujungimų technologija pakeitė tradicines elektros sujungimo technologijas ir tapo pagrindine vidutinio ir ilgo nuotolio mažo nuostolio didelės spartos perdavimo technologija. Kaip pagrindinis optinio priėmimo galo komponentas,fotodetektoriuskelia vis didesnius reikalavimus dėl didelio greičio veikimo. Tarp jų bangolaidžiu sujungtas fotodetektorius yra mažo dydžio, didelio pralaidumo ir lengvai integruojamas į lustą su kitais optoelektroniniais prietaisais, kurie yra didelio greičio fotodetekcijos tyrimų objektas. Jie yra reprezentatyviausi fotodetektoriai artimojo infraraudonųjų spindulių ryšio juostoje.
„InGaAs“ yra viena iš idealiausių medžiagų, skirtų greitam ir...didelio atsako fotodetektoriaiPirma, „InGaAs“ yra tiesioginės draustosios juostos puslaidininkinė medžiaga, o jos draustosios juostos plotį galima reguliuoti In ir Ga santykiu, todėl galima aptikti skirtingo bangos ilgio optinius signalus. Iš jų In0,53Ga0,47As puikiai dera su InP substrato gardele ir pasižymi labai dideliu šviesos sugerties koeficientu optinio ryšio juostoje. Ji yra plačiausiai naudojama fotodetektorių gamyboje ir pasižymi išskirtinėmis tamsiosios srovės ir jautrumo savybėmis. Antra, tiek „InGaAs“, tiek „InP“ medžiagos pasižymi santykinai dideliais elektronų dreifo greičiais, o jų sočiųjų elektronų dreifo greičiai yra maždaug 1 × 10⁷ cm/s. Tuo tarpu, veikiant tam tikriems elektriniams laukams, „InGaAs“ ir „InP“ medžiagos pasižymi elektronų greičio viršijimo efektu, o jų greičio viršijimo greičiai siekia atitinkamai 4 × 10⁷ cm/s ir 6 × 10⁷ cm/s. Tai padeda pasiekti didesnį kirtimo pralaidumą. Šiuo metu „InGaAs“ fotodetektoriai yra labiausiai paplitę fotodetektoriai optiniam ryšiui. Taip pat buvo sukurti mažesnio dydžio, atgal krintantys ir didelio pralaidumo paviršiniai kritimo detektoriai, daugiausia naudojami tokiose srityse kaip didelis greitis ir didelė sodrumas.
Tačiau dėl savo sujungimo metodų apribojimų paviršinius kritimo detektorius sunku integruoti su kitais optoelektroniniais prietaisais. Todėl, didėjant optoelektroninės integracijos poreikiui, tyrimų objektas pamažu tapo puikių našumų ir integravimui tinkami bangolaidžiai sujungti InGaAs fotodetektoriai. Iš jų beveik visi komerciniai 70 GHz ir 110 GHz InGaAs fotodetektorių moduliai naudoja bangolaidžių sujungimo struktūras. Pagal substrato medžiagų skirtumus, bangolaidžiai sujungti InGaAs fotodetektoriai daugiausia gali būti suskirstyti į du tipus: INP pagrindu ir Si pagrindu. Epitaksinė medžiaga ant InP substrato yra aukštos kokybės ir labiau tinka didelio našumo įtaisų gamybai. Tačiau III-V grupės medžiagų, auginamų arba klijuojamų ant Si substrato, atveju dėl įvairių neatitikimų tarp InGaAs medžiagų ir Si substratų medžiagos arba sąsajos kokybė yra gana prasta, ir dar yra daug erdvės įtaisų našumui tobulinti.
Įrenginyje kaip išsotinimo srities medžiaga naudojamas InGaAsP vietoj InP. Nors tai tam tikru mastu sumažina elektronų soties dreifo greitį, pagerina krintančios šviesos sujungimą iš bangolaidžio į sugerties sritį. Tuo pačiu metu pašalinamas InGaAsP N tipo kontaktinis sluoksnis, o abiejose P tipo paviršiaus pusėse suformuojamas nedidelis tarpas, efektyviai sustiprinantis šviesos lauko suvaržymą. Tai padeda įrenginiui pasiekti didesnį jautrumą.
Įrašo laikas: 2025 m. liepos 28 d.