Фотодетектори велике брзине су уведени од странеInGaAs фотодетектори
Фотодетектори велике брзинеУ области оптичке комуникације углавном укључују III-V InGaAs фотодетекторе и IV пуне Si и Ge/Si фотодетекториПрви је традиционални детектор блиског инфрацрвеног зрачења, који је дуго доминирао, док се други ослања на силицијумску оптичку технологију да би постао звезда у успону и представља врућу тачку у области међународних истраживања оптоелектронике последњих година. Поред тога, нови детектори засновани на перовскиту, органским и дводимензионалним материјалима се брзо развијају због предности лаке обраде, добре флексибилности и подесивих својстава. Постоје значајне разлике између ових нових детектора и традиционалних неорганских фотодетектора у својствима материјала и процесима производње. Перовскитни детектори имају одличне карактеристике апсорпције светлости и ефикасан капацитет преноса наелектрисања, детектори органских материјала се широко користе због своје ниске цене и флексибилних електрона, а детектори дводимензионалних материјала привукли су велику пажњу због својих јединствених физичких својстава и високе мобилности носилаца. Међутим, у поређењу са InGaAs и Si/Ge детекторима, нови детектори и даље треба да се побољшају у смислу дугорочне стабилности, зрелости производње и интеграције.
InGaAs је један од идеалних материјала за реализацију фотодетектора велике брзине и високог одзива. Пре свега, InGaAs је полупроводнички материјал са директним енергетским процепом, а ширина енергетског процепа може се регулисати односом између In и Ga како би се постигла детекција оптичких сигнала различитих таласних дужина. Међу њима, In0.53Ga0.47As је савршено усклађен са решетком подлоге InP и има велики коефицијент апсорпције светлости у оптичком комуникационом опсегу, што је најшире коришћени материјал у припреми...фотодетектори, а перформансе тамне струје и одзива су такође најбоље. Друго, InGaAs и InP материјали имају велику брзину дрифта електрона, а њихова засићена брзина дрифта електрона је око 1×107 цм/с. Истовремено, InGaAs и InP материјали имају ефекат прекорачења брзине електрона под специфичним електричним пољем. Брзина прекорачења може се поделити на 4×107 цм/с и 6×107 цм/с, што је погодно за остваривање већег временски ограниченог пропусног опсега носача. Тренутно је InGaAs фотодетектор најпопуларнији фотодетектор за оптичку комуникацију, а метода спрезања површинског инцидента се углавном користи на тржишту, а реализовани су производи за детекторе површинског инцидента од 25 Gbaud/s и 56 Gbaud/s. Такође су развијени детектори површинског инцидента мање величине, са повратним инцидентом и великим пропусним опсегом, који су углавном погодни за примене велике брзине и високог засићења. Међутим, сонда за површински инцидент је ограничена својим начином спрезања и тешко се интегрише са другим оптоелектронским уређајима. Стога, са побољшањем захтева за оптоелектронску интеграцију, фотодетектори InGaAs спрегнути таласоводом са одличним перформансама и погодни за интеграцију постепено су постали фокус истраживања, међу којима комерцијални модули фотосонди InGaAs од 70 GHz и 110 GHz скоро сви користе структуре спрегнуте таласоводом. Према различитим материјалима подлоге, фотоелектрична сонда InGaAs спрегнута таласоводом може се поделити у две категорије: InP и Si. Епитаксијални материјал на InP подлози је високог квалитета и погоднији је за израду високоперформансних уређаја. Међутим, различита неслагања између III-V материјала, InGaAs материјала и Si подлога узгајаних или везаних на Si подлогама доводе до релативно лошег квалитета материјала или интерфејса, а перформансе уређаја и даље имају велики простор за побољшање.
Време објаве: 31. децембар 2024.