Struktura INGAAS fotodetektora

StrukturaINGAAS Photodetector

Od 1980-ih, istraživači u zemlji i inostranstvu proučavali su strukturu INGAAS fotodetektora, koji su uglavnom podijeljeni u tri vrste. Oni su INGAAAS-METAL-poluvodički-metalni fotodeter (MSM-PD), INGAAS PIN Photodetector (PIN-PD) i Ingaas Avalanche Photodetector (APD-PD). Postoje značajne razlike u procesu izrade i troškove INGAAS fotodetekata sa različitim strukturama, a postoje i velike razlike u performansama uređaja.

Ingaas metal-poluvodički metalfotodetektor, prikazan na slici (a), posebna je struktura zasnovana na Schottky Junction-u. 1992. godine, Shi i sur. Polovna mala tlačna faza epitaxy tehnologija vakraksije (LP-Movpe) za uzgoj epitaksijskih slojeva i pripremljeni INGAAS MSM fotodetektor, koji ima visoku reakciju 0,42 a / w na talasnoj dužini od 1,3 μm i tamnu struju niže od 1,5 V. u 1996., Zhang i sur. Polovna plinska fazna molekularna greda epitaxy (GSMBE) za uzgoj epitaxy sloja Inalas-Ingaas-Inp. Inalasov sloj pokazao je visoke karakteristike otpora, a uvjeti rasta su optimizirani mjerenjem rendgenskih difrakcija, tako da je rešetkasto neusklađenost između INGAAS-a i INALA slojeva u rasponu od 1 × 10⁻³. To rezultira optimiziranim performansama uređaja s tamnošću donjim od 0,75 PA / μm² na 10 V i brzom prolaznom odgovoru, prikazuje se MSM struktni fotodektor, ali metalna elektroda, ali će se metalna elektroda smanjiti efektivno apsorpciju uređaja, tako da je odgovor niži od ostalih struktura.

INGAAS PIN fotodeter ubacuje unutarnji sloj između kontaktnog sloja P-Type, kao što je prikazano na slici (b), što povećava širinu rasprostranjenog područja, čime se povećava više parova za elektronski rupe i formirajući veći izvedbu za struju, tako da ima odlične performanse elektrona. 2007. godine, A.Poloczek i dr. Rabljeni MBE za uzgoj sloja pufera sa niskim temperaturama da bi se poboljšala hrapavost površine i savladavanje neusklađenosti rešetke između SI i INP-a. Mocvd je korišten za integriranje InGAAS PIN strukture na insm supstratu, a reakcija uređaja bila je oko 0,57a / w. 2011. godine, vojska istraživačka laboratorija (ALR) koristili su PIN fotodektore za proučavanje lidra za navigaciju, otkrivanje prepreke i otkrivanje ili identifikaciju kratkog podmetanog mikrovalnog mikrovalnog pojačala koji su značajno poboljšao omjer signala i buke fotodeter. Na osnovu toga, u 2012. godini Alr je koristio ovaj Lidar imager za robote, sa rasponom otkrivanja od više od 50 m i rezolucijom 256 × 128.

IngaasAvalanche fotodetektorJe li vrsta fotodektora sa dobitkom, koja je koja je prikazana na slici (c). Par za elektron-rupa dobiva dovoljno energije pod djelovanjem električnog polja unutar udvostručene regije, kako bi se sudaralo s atomom, generirati nove parove elektrona, oblikovati efekt lavine i u materijalu pomnožite nositelje u materijalu. George M je 2013. godine koristio MBE za uzgoj rešetke koji se podudaraju sa INGAAS-om i Inalas legurama na inteznom supstratu, koristeći promjene u leguru debljine, i dopiranjem za moduliranu energiju nosača kako bi se maksimizirala elektrokokatna ionizacija tijekom minimiziranja ionizacije rupa. Na ekvivalentnoj dobitku izlaznog signala, APD prikazuje nižu buku i nižu tamnu struju. U 2016. godini Sun Jianfeng i dr. Izgradio set od 1570 NM laserskih aktivnih stručnjaka za snimanje na osnovu Ingaas Avalanche Photodetector. Unutrašnji krug odAPD fotodeterPrimili su odjeke i direktno izlazne digitalne signale, čineći cijeli uređaj kompaktni. Eksperimentalni rezultati prikazani su na slici. (d) i (e). Slika (d) je fizička fotografija cilja snimanja i slika (e) je trodimenzionalna slika udaljenosti. Može se jasno vidjeti da područje prozora površine C ima određenu dubinu udaljenost sa površinom A i b. Platforma ostvaruje širinu pulsa manja od 10 NS, pojedinačna impulsa (1 ~ 3) MJ podesiva, primanje ugao polja objektiva od 2 °, frekvencija ponavljanja od 1 kHz, omjer detektora za detekciju oko 60%. Zahvaljujući unutrašnjoj dobitku od foto-zbornika, brzog odgovora, kompaktne, izdržljivosti i niskim troškovima, APD fotodetektori mogu biti redoslijed veličine u obliku otkrivanja od PIN fotodektora, tako da trenutni mainstream Lidar uglavnom dominiraju lavina fotodektori.

Sve u svemu, sa brzim razvojem tehnologije pripreme Ingaasa u zemlji i inostranstvu, možemo vešto koristiti MBE, MOCVD, LPE i druge tehnologije za pripremu visokokvalitetnog visokokvalitetnog ingaas epitaksijalnog sloja na inpstratu Inp Supstrat. INGAAS Photodetectors pokazuju nisku tamnu struju i visoku reakciju, najniža tamna struja je manja od 0,75 PA / μm², maksimalna reakcija je do 0,57 A / W i ima brzi prijemnik (PS Nalog). Budući razvoj INGAAS fotodetektora fokusirat će se na sljedeća dva aspekta: (1) Ingaas epitaksijalni sloj izravno se uzgaja na SI supstratu. Trenutno je većina mikroelektronskih uređaja na tržištu zasnovana na tržištu, a naređeni integrirani razvoj Ingaasa i Si-a je opći trend. Rješavanje problema poput neusklađenosti rešetke i toplotne koeficijente za proširenje presudna je za proučavanje Ingaas / SI; (2) Tehnologija talasne dužine od 1550 NM je zrela, a proširena talasna dužina (2.0 ~ 2.5) μm je budući smjer istraživanja. Povećanjem u komponentama, neusklađenost rešetke između epstratskog sloja INGAAS-a dovest će do ozbiljnijeg dislokacije i nedostataka, tako da je potrebno optimizirati parametre procesa uređaja, smanjiti oštećenja rešetke i smanjiti tamni struju.