Ново истраживање о ултратанкимInGaAs фотодетектор
Напредак технологије снимања краткоталасним инфрацрвеним (SWIR) спектром значајно је допринео системима ноћног вида, индустријској инспекцији, научним истраживањима, заштити безбедности и другим областима. Са све већом потражњом за детекцијом изван спектра видљиве светлости, развој сензора слике краткоталасним инфрацрвеним спектром такође стално расте. Међутим, постизање високе резолуције и ниског нивоа шума...фотодетектор широког спектраи даље се суочава са многим техничким изазовима. Иако традиционални InGaAs краткоталасни инфрацрвени фотодетектор може показати одличну ефикасност фотоелектричне конверзије и мобилност носилаца, постоји фундаментална контрадикција између њихових кључних индикатора перформанси и структуре уређаја. Да би се постигла већа квантна ефикасност (QE), конвенционални дизајни захтевају апсорпциони слој (AL) од 3 микрометра или више, а овај структурни дизајн доводи до разних проблема.
Да би се смањила дебљина апсорпционог слоја (TAL) у InGaAs краткоталасном инфрацрвеном зрачењуфотодетектор, компензација смањења апсорпције на дугим таласним дужинама је кључна, посебно када дебљина слоја апсорпције мале површине доводи до недовољне апсорпције у опсегу дугих таласних дужина. Слика 1а илуструје метод компензације дебљине слоја апсорпције мале површине продужавањем путање оптичке апсорпције. Ова студија побољшава квантну ефикасност (QE) у краткоталасном инфрацрвеном опсегу увођењем структуре вођене резонанције (GMR) на бази TiOx/Au на задњој страни уређаја.
У поређењу са традиционалним планарним металним рефлексним структурама, вођена резонантна структура може да генерише вишеструке ефекте резонантне апсорпције, значајно побољшавајући ефикасност апсорпције светлости дугих таласних дужина. Истраживачи су оптимизовали дизајн кључних параметара вођене резонантне структуре, укључујући период, састав материјала и фактор пуњења, кроз ригорозну методу анализе спрегнутих таласа (RCWA). Као резултат тога, овај уређај и даље одржава ефикасну апсорпцију у краткоталасном инфрацрвеном опсегу. Користећи предности InGaAs материјала, истраживачи су такође истражили спектрални одзив у зависности од структуре подлоге. Смањење дебљине апсорпционог слоја требало би да буде праћено смањењем EQE (еквивалентне изложености) светлости.
Закључно, ово истраживање је успешно развило InGaAs детектор дебљине само 0,98 микрометара, што је више од 2,5 пута тање од традиционалне структуре. Истовремено, одржава квантну ефикасност од преко 70% у опсегу таласних дужина од 400-1700 nm. Револуционарно достигнуће ултратанког InGaAs фотодетектора пружа нови технички пут за развој сензора слике високог резолуције и ниског нивоа шума широког спектра. Очекује се да ће брзо време транспорта носилаца, које доноси дизајн ултратанке структуре, значајно смањити електрично преслушавање и побољшати карактеристике одзива уређаја. Истовремено, редукована структура уређаја је погоднија за технологију тродимензионалне (M3D) интеграције једног чипа, постављајући темеље за постизање низова пиксела високе густине.
Време објаве: 24. фебруар 2026.