Напредак истраживањаInGaAs фотодетектор
Са експоненцијалним растом обима преноса комуникационих података, технологија оптичког међусобног повезивања заменила је традиционалну технологију електричног међусобног повезивања и постала главна технологија за пренос великих брзина са малим губицима на средње и велике удаљености. Као основна компонента оптичког пријемног краја,фотодетекторима све веће захтеве за своје перформансе велике брзине. Међу њима, фотодетектор спрегнут са таласоводом је мале величине, великог пропусног опсега и лако се интегрише на чипу са другим оптоелектронским уређајима, што је фокус истраживања фотодетектора велике брзине. и најрепрезентативнији су фотодетектори у блиском инфрацрвеном комуникационом опсегу.
InGaAs је један од идеалних материјала за постизање велике брзине ифотодетектори високог одзиваПрво, InGaAs је полупроводнички материјал са директним енергетским процепом, а ширина енергетског процепа може се регулисати односом између In и Ga, што омогућава детекцију оптичких сигнала различитих таласних дужина. Међу њима, In0.53Ga0.47As је савршено усклађен са решетком InP подлоге и има веома висок коефицијент апсорпције светлости у оптичком комуникационом опсегу. Најшире се користи у производњи фотодетектора, а такође има и најизузетније перформансе тамне струје и осетљивости. Друго, и InGaAs и InP материјали имају релативно високе брзине дрифта електрона, при чему су њихове засићене брзине дрифта електрона приближно 1×107cm/s. У међувремену, под одређеним електричним пољима, InGaAs и InP материјали показују ефекте прекорачења брзине електрона, при чему њихове брзине прекорачења достижу 4×107cm/s и 6×107cm/s респективно. То је погодно за постизање већег пропусног опсега укрштања. Тренутно су InGaAs фотодетектори најраспрострањенији фотодетектори за оптичку комуникацију. Такође су развијени мањи, повратно-инцидентни и широкопропусни детектори површинских инцидената, који се углавном користе у применама као што су велике брзине и висока засићеност.
Међутим, због ограничења њихових метода повезивања, детекторе површинског инцидента је тешко интегрисати са другим оптоелектронским уређајима. Стога, са све већом потражњом за оптоелектронском интеграцијом, InGaAs фотодетектори спрегнути таласоводом са одличним перформансама и погодни за интеграцију постепено су постали фокус истраживања. Међу њима, комерцијални InGaAs фотодетекторски модули од 70GHz и 110GHz скоро сви усвајају структуре спрезања таласовода. Према разлици у материјалима подлоге, InGaAs фотодетектори спрегнути таласоводом могу се углавном класификовати у два типа: на бази INP и на бази Si. Материјал епитаксијални на InP подлогама је високог квалитета и погоднији је за израду уређаја високих перформанси. Међутим, за материјале III-V групе узгајане или везане на Si подлогама, због различитих неусклађености између InGaAs материјала и Si подлога, квалитет материјала или интерфејса је релативно лош и још увек постоји значајан простор за побољшање перформанси уређаја.
Уређај користи InGaAsP уместо InP као материјал за област осиромашења. Иако донекле смањује брзину засићења електрона, побољшава спрезање упадне светлости из таласовода у област апсорпције. Истовремено, InGaAsP N-тип контактног слоја се уклања, а мали зазор се формира са сваке стране површине P-типа, ефикасно појачавајући ограничење светлосног поља. То доприноси постизању веће осетљивости уређаја.
Време објаве: 28. јул 2025.