Жогорку ылдамдыктагы фотодетекторлор киргизилгенInGaAs фотодетекторлору
Жогорку ылдамдыктагы фотодетекторлороптикалык байланыш тармагында негизинен III-V InGaAs фотодетекторлору жана IV толук Si жана Ge/Si фотодетекторлоруБиринчиси - салттуу жакын инфракызыл детектор, ал көптөн бери үстөмдүк кылып келет, ал эми экинчиси кремний оптикалык технологиясына таянып, жылдызга айланат жана акыркы жылдары эл аралык оптоэлектроника изилдөөлөрүндө кызуу орун алып келет. Мындан тышкары, перовскит, органикалык жана эки өлчөмдүү материалдарга негизделген жаңы детекторлор оңой иштетүү, жакшы ийкемдүүлүк жана жөнгө салынуучу касиеттердин артыкчылыктарынан улам тездик менен өнүгүп жатат. Бул жаңы детекторлор менен салттуу органикалык эмес фотодетекторлордун ортосунда материалдык касиеттерде жана өндүрүш процесстеринде олуттуу айырмачылыктар бар. Перовскит детекторлору жарыкты эң сонун сиңирүү мүнөздөмөлөрүнө жана натыйжалуу заряд ташуу жөндөмдүүлүгүнө ээ, органикалык материалдардын детекторлору арзан жана ийкемдүү электрондору үчүн кеңири колдонулат, ал эми эки өлчөмдүү материалдардын детекторлору уникалдуу физикалык касиеттери жана жогорку алып жүрүүчүлөрдүн мобилдүүлүгүнөн улам көп көңүлдү бурду. Бирок, InGaAs жана Si/Ge детекторлору менен салыштырганда, жаңы детекторлорду узак мөөнөттүү туруктуулук, өндүрүштүн жетилгендиги жана интеграциясы жагынан дагы эле жакшыртуу керек.
InGaAs жогорку ылдамдыктагы жана жогорку жооптуу фотодетекторлорду ишке ашыруу үчүн идеалдуу материалдардын бири. Биринчиден, InGaAs түз тилкелүү жарым өткөргүч материал болуп саналат жана анын тилкелүү тилкесинин туурасын In жана Ga катышы менен жөнгө салууга болот, бул ар кандай толкун узундуктарындагы оптикалык сигналдарды аныктоого жетишүүгө мүмкүндүк берет. Алардын ичинен In0.53Ga0.47As InPтин субстрат торчосу менен эң сонун дал келет жана оптикалык байланыш тилкесинде чоң жарыкты жутуу коэффициентине ээ, бул... даярдоодо эң кеңири колдонулат.фотодетекторлор, жана караңгы ток жана жооп берүүчү көрсөткүчтөр дагы эң мыкты. Экинчиден, InGaAs жана InP материалдарынын экөө тең жогорку электрондордун дрейф ылдамдыгына ээ жана алардын каныккан электрондордун дрейф ылдамдыгы болжол менен 1 × 107 см/с түзөт. Ошол эле учурда, InGaAs жана InP материалдары белгилүү бир электр талаасынын астында электрондордун ылдамдыгынын ашып кетүү эффектине ээ. Ашыкча кетүү ылдамдыгын 4 × 107 см/с жана 6 × 107 см/с деп бөлүүгө болот, бул чоңураак алып жүрүүчүнү убакыт менен чектелген өткөрүү жөндөмдүүлүгүн ишке ашырууга өбөлгө түзөт. Учурда InGaAs фотодетектору оптикалык байланыш үчүн эң кеңири таралган фотодетектор болуп саналат жана беттик түшүүнү бириктирүү ыкмасы көбүнчө рынокто колдонулат жана 25 Гбод/с жана 56 Гбод/с беттик түшүүнү детекторлорунун продукциялары ишке ашырылды. Кичинекей өлчөмдөгү, арткы түшүүнү жана чоң өткөрүү жөндөмдүүлүгүндөгү беттик түшүүнү детекторлору да иштелип чыккан, алар негизинен жогорку ылдамдыктагы жана жогорку каныккандыктагы колдонмолор үчүн ылайыктуу. Бирок, беттик түшүүнү зонду туташтыруу режими менен чектелген жана башка оптоэлектрондук түзүлүштөр менен интеграциялоо кыйын. Ошондуктан, оптоэлектрондук интеграция талаптарынын жакшырышы менен, эң сонун иштөөгө жана интеграциялоого ылайыктуу толкун өткөргүч менен байланышкан InGaAs фотодетекторлору акырындык менен изилдөөнүн чордонуна айланды, алардын арасында коммерциялык 70 ГГц жана 110 ГГц InGaAs фотозонд модулдары дээрлик бардыгы толкун өткөргүч менен байланышкан структураларды колдонушат. Ар кандай субстрат материалдарына ылайык, толкун өткөргүч менен байланышкан InGaAs фотоэлектрдик зондун эки категорияга бөлүүгө болот: InP жана Si. InP субстратындагы эпитаксиалдык материал жогорку сапатка ээ жана жогорку өндүрүмдүү түзмөктөрдү даярдоого көбүрөөк ылайыктуу. Бирок, III-V материалдарынын, InGaAs материалдарынын жана Si субстраттарында өстүрүлгөн же байланыштырылган Si субстраттарынын ортосундагы ар кандай дал келбестиктер материалдын же интерфейстин сапатынын салыштырмалуу начар болушуна алып келет жана түзмөктүн иштешин жакшыртуу үчүн дагы эле чоң мүмкүнчүлүк бар.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 31-декабры