Naujausias „Avalanche“ fotodetektoriaus tyrimas

Naujausias tyrimas„Avalanche“ fotodetektorius

Infraraudonųjų spindulių aptikimo technologija yra plačiai naudojama kariniame žvalgyboje, aplinkos stebėjime, medicininėje diagnozėje ir kitose srityse. Tradiciniai infraraudonųjų spindulių detektoriai turi tam tikrų apribojimų, tokių kaip jautrumas aptikimui, atsako greitis ir pan. INAS/INASSB II klasės superlepcijos (T2SL) medžiagos turi puikias fotoelektrines savybes ir derinimą, todėl jos idealiai tinka ilgų bangų infraraudonųjų spindulių (LWIR) detektoriams. Silpno atsako ilgų bangų infraraudonųjų spindulių aptikimo problema ilgą laiką kelia susirūpinimą, o tai labai riboja elektroninių prietaisų programų patikimumą. Nors lavina fotodetektorius (APD fotodetektorius) turi puikų atsaką, dauginant jis kenčia nuo didelės tamsios srovės.

Siekdama išspręsti šias problemas, Kinijos elektroninio mokslo ir technologijos universiteto komanda sėkmingai sukūrė aukštos kokybės II klasės superlaidžių (T2SL) ilgų bangų infraraudonųjų spindulių lavinos fotodiodą (APD). Tyrėjai panaudojo INAS/inassB T2SL absorberio sluoksnio apatinį Augerio rekombinacijos greitį, kad sumažintų tamsią srovę. Tuo pačiu metu „AlassB“ su maža k verte naudojama kaip daugiklio sluoksnis, norint slopinti įrenginio triukšmą, išlaikant pakankamą padidėjimą. Šis dizainas yra perspektyvus sprendimas skatinti ilgų bangų infraraudonųjų spindulių aptikimo technologijos kūrimą. Detektorius priima pakopinį dizainą, o sureguliuodamas INAS ir inassb sudėties santykį, pasiekiamas sklandus juostos struktūros perėjimas, o detektoriaus veikimas pagerėja. Kalbant apie medžiagų atrankos ir paruošimo procesą, šis tyrimas išsamiai aprašo INAS/inassB T2SL medžiagos augimo metodą ir proceso parametrus, naudojamus detektoriui paruošti. Norint pasiekti streso balansą, reikia nustatyti INAS/inassB T2SL sudėties ir storio nustatymą ir storio nustatymą. Atsižvelgiant į ilgų bangų infraraudonųjų spindulių aptikimą, norint pasiekti tą patį ribinį bangos ilgį, kaip ir INAS/GASB T2SL, reikalingas storesnis INAS/inassB T2SL vienas laikotarpis. Tačiau storesnis monokiklas sumažina absorbcijos koeficientą augimo kryptimi ir padidėja efektyvioji skylių masė T2SL. Nustatyta, kad pridedant SB komponentą, galima pasiekti ilgesnį ribinį bangos ilgį, žymiai padidindamas vieno laikotarpio storio. Tačiau per didelė SB sudėtis gali sukelti SB elementų atskyrimą.

Todėl INAS/INAS0.5SB0.5 T2SL su SB 0.5 grupe buvo pasirinktas kaip APD aktyvusis APD sluoksnisfotodetektorius. INAS/inassB T2SL daugiausia auga ant GASB substratų, todėl reikia atsižvelgti į GASB vaidmenį deformacijų valdymui. Iš esmės deformacijos pusiausvyros pasiekimas apima vidutinės superlaikinio gardelės konstantos palyginimą vienu laikotarpiu su substrato gardelės konstanta. Paprastai tempiamąjį padermę INAS kompensuoja inassb įdiegtas gniuždymo kamienas, todėl INAS sluoksnis yra storesnis nei INSSB sluoksnis. Šis tyrimas išmatuojo lavinos fotodetektoriaus fotoelektrinių atsako charakteristikas, įskaitant spektrinį atsaką, tamsiąją srovę, triukšmą ir kt. Ir patikrino pakopinio gradiento sluoksnio projekto efektyvumą. Išanalizuotas lavinos fotodetektoriaus dauginimo poveikis ir aptariamas ryšys tarp dauginimo koeficiento ir kritimo šviesos galios, temperatūros ir kitų parametrų.

Fig. A) INAS/inassB schema/inassB ilgų bangų infraraudonųjų spindulių APD fotodetektorius; B) Elektrinių laukų schema kiekviename APD fotodetektoriaus sluoksnyje.