Strukturo dePhotodetektilo de Ingaas
Ekde la 1980 -aj jaroj, esploristoj hejme kaj eksterlande studis la strukturon de InGaAs -fotodetektiloj, kiuj estas ĉefe dividitaj en tri specojn. Ili estas InGaAs-metalo-semikonduktaĵo-metala fotodetektilo (MSM-PD), ingAAs-pinglo fotodetektilo (Pin-PD), kaj InGaAs-lavanĉa fotodetektilo (APD-PD). Estas signifaj diferencoj en la procezo de fabrikado kaj kosto de InGaAs -fotodetektiloj kun malsamaj strukturoj, kaj estas ankaŭ grandaj diferencoj en la agado de aparatoj.
La ingaas-metalo-duonkondukta metaloFotodetektilo, montrita en Figuro (A), estas speciala strukturo bazita sur la Schottky -krucvojo. En 1992, Shi et al. Uzis malaltan premon metal-organika vaporo-fazo-epitaksa teknologio (LP-MOVPE) por kreskigi epitaksajn tavolojn kaj preparitajn InGaAs MSM-fotodetektilon, kiu havas altan respondecon de 0,42 A/ W je ondolongo de 1,3 μm kaj malhela kurento pli malalta ol 5,6 Pa/ μm² je 1,5 V. en 1996, zHANG ET ET. Uzita gasa fazo-molekula trabo epitaksio (GSMBE) por kreskigi la inalas-ingaaas-enp-epitaxan tavolon. La Inalas-tavolo montris altajn rezistajn trajtojn, kaj la kreskkondiĉoj estis optimumigitaj per X-radia difrakta mezuro, tiel ke la malkompreno inter inaaoj kaj inalas-tavoloj estis inter la 1 × 10⁻³. Ĉi tio rezultigas optimumigitan aparatan rendimenton kun malhela kurento sub 0,75 PA/μm² je 10 V kaj rapida transira respondo ĝis 16 ps ĉe 5 V. Entute, la MSM -strukturo -fotodetektilo estas simpla kaj facile integriĝi, montrante malaltan malhelan kurenton (PA -ordo), sed la metala elektrodo reduktos la efikan luman absorban areon de la aparato, do la respondo estas malpli alta ol alia strukturo.
La PIN-PIN-PIN-PIN-PINO-PINO-TESTO INSERTAS INTRIMAN TAKON inter la p-tipo-kontakta tavolo kaj la N-tipo-kontakta tavolo, kiel montrite en Figuro (B), kiu pliigas la larĝon de la elflua regiono, tiel radias pli da elektron-truaj paroj kaj formante pli grandan fotokurenton, do ĝi havas bonegajn elektron-truajn parojn. En 2007, A.Poloczek et al. Uzis MBE por kreskigi malalt-temperaturan bufran tavolon por plibonigi la surfacan krudecon kaj venki la malkombinitan malkombiniĝon inter Si kaj INP. MOCVD estis uzata por integri ingAAs -pinglan strukturon sur la INP -substrato, kaj la respondeco de la aparato estis ĉirkaŭ 0,57a /w. En 2011, la Armeo-Esplora Laboratorio (ALR) uzis PIN-fotodetektilojn por studi LiDAR-bildigon por navigado, evitado de obstakloj/kolizioj, kaj mallongdistancan celan detekton/identigon por malgrandaj ne-ekipitaj grundaj veturiloj, integriĝis kun malaltkosta mikroonda amplifilo-ĉifona, kiu signife plibonigis la signalon-noton de la signalo-nozo-ne-negae-regata ratio de la signalo-nozo de la signalo-nozo de la signalo-nozo de la signalo-nozo de la signalo-nozo de la signalo-nozo de la signalo-nozo de la signalo-nozo de la signalo-ne-negaa. Sur ĉi tiu bazo, en 2012, ALR uzis ĉi tiun lidar -bildilon por robotoj, kun detekta gamo de pli ol 50 m kaj rezolucio de 256 × 128.
La ingaojAvalanche Photodetectorestas speco de fotodetektilo kun gajno, kies strukturo estas montrita en Figuro (C). La elektron-trua paro akiras sufiĉe da energio sub la agado de la elektra kampo en la duobla regiono, por kolizii kun la atomo, generi novajn elektron-truajn parojn, formi lavanan efikon kaj multigi la neekvilibrajn portantojn en la materialo. En 2013, George M uzis MBE por kreskigi kradon kongruis kun inaoj kaj inalasaj alojoj sur INP -substrato, uzante ŝanĝojn en alojo -kunmetaĵo, epitaksia tavolo -dikeco kaj dopado al modulita portanta energio por maksimumigi elektrokostan ionizadon dum minimumigado de trua jonigo. Ĉe la ekvivalenta elira signala gajno, APD montras pli malaltan bruon kaj pli malaltan malhelan kurenton. En 2016, Sun Jianfeng et al. Konstruis aron de 1570 NM Laser Aktiva Bildiga Eksperimenta Platformo surbaze de la IngaaS -Avalango -Fotodetektilo. La interna cirkvito deAPD -fotodetektiloricevis echoojn kaj rekte eligis ciferecajn signalojn, igante la tutan aparaton kompakta. La eksperimentaj rezultoj estas montritaj en Fig. (d) kaj (e). Figuro (D) estas fizika foto de la bildiga celo, kaj Figuro (E) estas tridimensia distanca bildo. Oni povas klare vidi, ke la fenestra areo de Areo C havas certan profundan distancon kun areo A kaj B. La platformo realigas pulsan larĝon malpli ol 10 ns, ununura pulsa energio (1 ~ 3) MJ alĝustigebla, ricevante lensan kampan angulon de 2 °, ripetan frekvencon de 1 kHz, detektila imposto de ĉirkaŭ 60%. Dank 'al la interna fotokurenta gajno de APD, rapida respondo, kompakta grandeco, fortikeco kaj malalta kosto, APD -fotodetektiloj povas esti ordo de grando pli alta en detekto -indico ol PIN -fotodetektiloj, do la nuna ĉefa fluo estas ĉefe dominata de lavanaj fotodetektiloj.
Entute, kun la rapida disvolviĝo de InGaAs-preparado-teknologio hejme kaj eksterlande, ni povas lerte uzi MBE, MOCVD, LPE kaj aliajn teknologiojn por prepari grandajn altkvalitajn ingaas epitaksan tavolon sur INP-substrato. La fotodetektiloj de InGaAs montras malaltan malhelan kurenton kaj altan respondecon, la plej malalta malhela kurento estas malpli ol 0,75 PA/μm², la maksimuma respondeco estas ĝis 0,57 A/W, kaj havas rapidan transigan respondon (PS -ordo). La estonta disvolviĝo de InGaAs -fotodetektiloj fokusos pri la jenaj du aspektoj: (1) Ingaas epitaksa tavolo estas rekte kreskigita sur Si -substrato. Nuntempe, la plej multaj el la mikroelektronikaj aparatoj en la merkato estas bazitaj sur Si, kaj la posta integra disvolviĝo de ingaoj kaj SI -bazitaj estas la ĝenerala tendenco. Solvi problemojn kiel malliberiga kaj termika ekspansia koeficienta diferenco estas kerna por la studo de IngaAs/Si; (2) La ondolonga teknologio de 1550 nm estis matura, kaj la plilongigita ondolongo (2.0 ~ 2.5) μm estas la estonta esplora direkto. Kun la kresko de en komponentoj, la malkompreno inter INP -substrato kaj InGaAs -epitaksa tavolo kondukos al pli serioza dislimigo kaj difektoj, do necesas optimumigi la aparatajn procezajn parametrojn, redukti la kradajn difektojn kaj malpliigi la malhelan kurenton de la aparato.
Afiŝotempo: majo-06-2024