Napredak istraživanjaInGaAs fotodetektor
S eksponencijalnim rastom obujma prijenosa komunikacijskih podataka, tehnologija optičkog međusobnog povezivanja zamijenila je tradicionalnu tehnologiju električnog međusobnog povezivanja i postala glavna tehnologija za prijenos velikim brzinama s malim gubicima na srednje i velike udaljenosti. Kao ključna komponenta optičkog prijemnog kraja,fotodetektorima sve veće zahtjeve za svoje performanse velike brzine. Među njima, fotodetektor povezan valovodom je male veličine, velike propusnosti i jednostavan za integraciju na čipu s drugim optoelektroničkim uređajima, što je fokus istraživanja fotodetekcije velike brzine. i najreprezentativniji su fotodetektori u komunikacijskom pojasu bliskog infracrvenog zračenja.
InGaAs je jedan od idealnih materijala za postizanje velike brzine ifotodetektori visokog odzivaPrvo, InGaAs je poluvodički materijal s izravnim energetskim procijepom, a širina njegovog energetskog procijepa može se regulirati omjerom između In i Ga, što omogućuje detekciju optičkih signala različitih valnih duljina. Među njima, In0.53Ga0.47As savršeno se podudara s rešetkom InP podloge i ima vrlo visok koeficijent apsorpcije svjetlosti u optičkom komunikacijskom pojasu. Najčešće se koristi u izradi fotodetektora, a također ima najizvrsnije performanse tamne struje i osjetljivosti. Drugo, i InGaAs i InP materijali imaju relativno visoke brzine drifta elektrona, s njihovim zasićenim brzinama drifta elektrona približno 1×107cm/s. U međuvremenu, pod specifičnim električnim poljima, InGaAs i InP materijali pokazuju efekte prekoračenja brzine elektrona, s njihovim brzinama prekoračenja koje dosežu 4×107cm/s odnosno 6×107cm/s. To pogoduje postizanju veće propusnosti prijelaza. Trenutno su InGaAs fotodetektori najpopularniji fotodetektori za optičku komunikaciju. Također su razvijeni manji detektori površinskih upada s povratnim incidentom i širokopojasnim detektorima, koji se uglavnom koriste u primjenama kao što su velike brzine i visoka zasićenost.
Međutim, zbog ograničenja njihovih metoda spajanja, detektore površinskog incidenta teško je integrirati s drugim optoelektroničkim uređajima. Stoga, s rastućom potražnjom za optoelektroničkom integracijom, valovodno spojeni InGaAs fotodetektori s izvrsnim performansama i prikladni za integraciju postupno su postali fokus istraživanja. Među njima, komercijalni InGaAs fotodetektorski moduli od 70 GHz i 110 GHz gotovo svi usvajaju valovodne strukture spajanja. Prema razlici u materijalima podloge, valovodno spojeni InGaAs fotodetektori uglavnom se mogu klasificirati u dvije vrste: na bazi INP-a i na bazi Si. Materijal epitaksijalni na InP podlogama ima visoku kvalitetu i prikladniji je za izradu visokoučinkovitih uređaja. Međutim, za materijale III-V skupine uzgojene ili spojene na Si podlogama, zbog različitih neusklađenosti između InGaAs materijala i Si podloga, kvaliteta materijala ili međupovršine je relativno loša i još uvijek postoji znatan prostor za poboljšanje performansi uređaja.
Uređaj koristi InGaAsP umjesto InP kao materijal za područje osiromašenja. Iako do određene mjere smanjuje brzinu zasićenja elektrona, poboljšava spajanje upadne svjetlosti iz valovoda u područje apsorpcije. Istovremeno, uklanja se kontaktni sloj N-tipa InGaAsP-a, a na svakoj strani površine P-tipa formira se mali razmak, što učinkovito povećava ograničenje svjetlosnog polja. To pogoduje postizanju veće osjetljivosti uređaja.
Vrijeme objave: 28. srpnja 2025.