Navorsingsvordering vanInGaAs fotodetektor
Met die eksponensiële groei van kommunikasiedata-oordragvolume, het optiese interkonneksietegnologie tradisionele elektriese interkonneksietegnologie vervang en die hoofstroomtegnologie geword vir medium- en langafstand-lae-verlies hoëspoed-oordrag. As die kernkomponent van die optiese ontvangkant, diefotodetektorhet toenemend hoër vereistes vir sy hoëspoed-prestasie. Onder hulle is die golfgeleier-gekoppelde fotodetektor klein in grootte, hoë bandwydte en maklik om op die skyfie met ander opto-elektroniese toestelle te integreer, wat die navorsingsfokus van hoëspoed-fotodeteksie is, en is die mees verteenwoordigende fotodetektors in die nabye-infrarooi kommunikasieband.
InGaAs is een van die ideale materiale vir die bereiking van hoëspoed- enhoë-respons fotodetektorsEerstens, InGaAs is 'n direkte bandgaping halfgeleiermateriaal, en die bandgapingwydte daarvan kan gereguleer word deur die verhouding tussen In en Ga, wat die opsporing van optiese seine van verskillende golflengtes moontlik maak. Onder hulle is In0.53Ga0.47As perfek gepas met die InP substraatrooster en het 'n baie hoë ligabsorpsiekoëffisiënt in die optiese kommunikasieband. Dit is die mees gebruikte in die voorbereiding van fotodetektors en het ook die mees uitstaande donkerstroom- en responsiwiteitsprestasie. Tweedens, beide InGaAs- en InP-materiale het relatief hoë elektrondryfsnelhede, met hul versadigde elektrondryfsnelhede wat albei ongeveer 1×107 cm/s is. Intussen, onder spesifieke elektriese velde, toon InGaAs- en InP-materiale elektronsnelheid-oorskieteffekte, met hul oorskietsnelhede wat onderskeidelik 4×107 cm/s en 6×107 cm/s bereik. Dit is bevorderlik vir die bereiking van 'n hoër kruisbandwydte. Tans is InGaAs-fotodetektors die mees algemene fotodetektors vir optiese kommunikasie. Kleiner, terug-inval- en hoëbandwydte-oppervlak-invaldetektors is ook ontwikkel, hoofsaaklik gebruik in toepassings soos hoë spoed en hoë versadiging.
As gevolg van die beperkings van hul koppelmetodes, is oppervlak-invaldetektors egter moeilik om met ander opto-elektroniese toestelle te integreer. Daarom, met die toenemende vraag na opto-elektroniese integrasie, het golfgeleier-gekoppelde InGaAs-fotodetektors met uitstekende werkverrigting en geskik vir integrasie geleidelik die fokus van navorsing geword. Onder hulle neem kommersiële InGaAs-fotodetektormodules van 70 GHz en 110 GHz byna almal golfgeleier-koppelstrukture aan. Volgens die verskil in substraatmateriale kan golfgeleier-gekoppelde InGaAs-fotodetektors hoofsaaklik in twee tipes geklassifiseer word: INP-gebaseerd en Si-gebaseerd. Die materiaal wat epitaksiaal op InP-substrate is, het 'n hoë gehalte en is meer geskik vir die vervaardiging van hoëprestasietoestelle. Vir III-V-groepmateriale wat op Si-substrate gekweek of gebind word, is die materiaal- of koppelvlakkwaliteit egter relatief swak as gevolg van verskeie wanpassings tussen InGaAs-materiale en Si-substrate, en daar is steeds aansienlike ruimte vir verbetering in die werkverrigting van die toestelle.
Die toestel gebruik InGaAsP in plaas van InP as die materiaal vir die uitputtingsgebied. Alhoewel dit die versadigingsdryfsnelheid van elektrone tot 'n mate verminder, verbeter dit die koppeling van invallende lig vanaf die golfgeleier na die absorpsiegebied. Terselfdertyd word die InGaAsP N-tipe kontaklaag verwyder, en 'n klein gaping word aan elke kant van die P-tipe oppervlak gevorm, wat die beperking op die ligveld effektief verhoog. Dit bevorder die toestel om 'n hoër responsiwiteit te bereik.
Plasingstyd: 28 Julie 2025