Fotodetektori velike brzine unose Ingaas PhotodeTectors

Fotodetektori velike brzine uvodeIngaas fotodetektori

Fotodetektori velike brzineU području optičke komunikacije uglavnom uključuju III-V Ingaas fotodetektore i IV puni Si i GE/Si fotodetektori. Prvi je tradicionalni blizu infracrvenog detektora, koji je već dugo dominantan, dok se potonji oslanja na silikonsku optičku tehnologiju kako bi postao zvijezda u usponu, a posljednjih je godina vruće mjesto u području međunarodnog istraživanja optoelektronike. Pored toga, novi detektori temeljeni na perovskit, organskim i dvodimenzionalnim materijalima brzo se razvijaju zbog prednosti jednostavne obrade, dobre fleksibilnosti i prilagodljivih svojstava. Postoje značajne razlike između ovih novih detektora i tradicionalnih anorganskih fotodetektora u svojstvima materijala i proizvodnim procesima. Detektori perovskita imaju izvrsne karakteristike apsorpcije svjetla i učinkovit kapacitet transporta naboja, detektori organskih materijala široko se koriste za njihove niske troškove i fleksibilne elektrone, a dvodimenzionalni detektori materijala privukli su veliku pažnju zbog svojih jedinstvenih fizičkih svojstava i velike mobilnosti nosača. Međutim, u usporedbi s detektorima Ingaas i SI/GE, nove detektore i dalje treba poboljšati u smislu dugoročne stabilnosti, zrelosti proizvodnje i integracije.

Ingaas je jedan od idealnih materijala za realizaciju fotodetektora velike brzine i visokog odgovora. Prije svega, Ingaas je izravni poluvodički materijal BandGap, a njegova širina pojasa može se regulirati omjerom između IN i GA kako bi se postiglo otkrivanje optičkih signala različitih valnih duljina. Među njima je IN0,53GA0.47AS savršeno podudaran s rešetkom INP supstrata i ima veliki koeficijent apsorpcije svjetla u optičkom opsegu komunikacije, koji se najčešće koristi u pripremifotodetektori, A tamna struja i performanse reakcije su također najbolje. Drugo, Ingaas i INP materijali imaju veliku brzinu pomicanja elektrona, a njihova brzina zasićenih elektrona je oko 1 × 107 cm/s. Istodobno, Ingaas i INP materijali imaju efekt prelaska brzine elektrona pod određenim električnim poljem. Brzina prekomjernog prelaska može se podijeliti u 4 × 107cm/s i 6 × 107cm/s, što pogoduje realizaciji veće vremenski ograničene propusne širine. Trenutno je Ingaas Photodetector najvažniji fotodetektor za optičku komunikaciju, a metoda spajanja površinske incidencije uglavnom se koristi na tržištu, a realizirani su proizvodi detektora incidencije od 25 GBAUD/S i 56 GBAUD/S. Razvijeni su i manja veličina, incidencija leđa i velika detektori propusnosti površine, koji su uglavnom pogodni za velike brzine i velike primjene zasićenja. Međutim, sonda za površinsku incident ograničena je načinom spajanja i teško je integrirati s drugim optoelektronskim uređajima. Stoga, s poboljšanjem zahtjeva za optoelektronskom integracijom, valovodi spojeni Ingaas fotodetektori s izvrsnim performansama i pogodni za integraciju postupno su postali fokus istraživanja, među kojima su komercijalni Ingaas moduli za fotoprobe od 70 GHz i 110 GHz i 110 GHz gotovo svi koristeći valovodske spojene strukture. Prema različitim materijalima supstrata, fotoelektrična sonda za spajanje valovoda može se podijeliti u dvije kategorije: INP i Si. Epitaksijski materijal na INP supstratu ima visoku kvalitetu i prikladniji je za pripremu uređaja visokih performansi. Međutim, različite neusklađenosti između III-V materijala, Ingaas materijala i SI supstrata uzgojenih ili vezanih na SI supstrate dovode do relativno lošeg materijala ili kvalitete sučelja, a performanse uređaja i dalje imaju veliku sobu za poboljšanje.