Progresi i Hulumtimit tëFotodetektor InGaAs
Me rritjen eksponenciale të vëllimit të transmetimit të të dhënave të komunikimit, teknologjia e ndërlidhjes optike ka zëvendësuar teknologjinë tradicionale të ndërlidhjes elektrike dhe është bërë teknologjia kryesore për transmetimin me shpejtësi të lartë dhe humbje të ulëta në distanca të mesme dhe të gjata. Si komponenti kryesor i skajit marrës optik,fotodetektorka kërkesa gjithnjë e më të larta për performancën e tij me shpejtësi të lartë. Midis tyre, fotodetektor i çiftëzuar me valëudhëzues është i vogël në madhësi, me gjerësi të lartë bandwidth dhe i lehtë për t'u integruar në çip me pajisje të tjera optoelektronike, i cili është fokusi i kërkimit të fotodetektimit me shpejtësi të lartë. Dhe janë fotodetektorët më përfaqësues në brezin e komunikimit afër infra të kuqe.
InGaAs është një nga materialet ideale për arritjen e shpejtësisë së lartë dhefotodetektorë me reagim të lartëSë pari, InGaAs është një material gjysmëpërçues me boshllëk të drejtpërdrejtë brezash, dhe gjerësia e tij e boshllëkut të brezave mund të rregullohet nga raporti midis In dhe Ga, duke mundësuar zbulimin e sinjaleve optike me gjatësi vale të ndryshme. Midis tyre, In0.53Ga0.47As përputhet në mënyrë të përkryer me rrjetën e substratit InP dhe ka një koeficient shumë të lartë të thithjes së dritës në brezin e komunikimit optik. Është më i përdoruri gjerësisht në përgatitjen e fotodetektorëve dhe gjithashtu ka performancën më të shkëlqyer ndaj rrymës së errët dhe reagimit. Së dyti, si materialet InGaAs ashtu edhe ato InP kanë shpejtësi relativisht të larta të zhvendosjes së elektroneve, me shpejtësitë e tyre të zhvendosjes së elektroneve të ngopura që janë afërsisht 1 × 107 cm/s. Ndërkohë, nën fusha specifike elektrike, materialet InGaAs dhe InP shfaqin efekte të tejkalimit të shpejtësisë së elektroneve, me shpejtësitë e tyre të tejkalimit që arrijnë përkatësisht 4 × 107 cm/s dhe 6 × 107 cm/s. Kjo është e favorshme për arritjen e një brezi më të lartë kalimi. Aktualisht, fotodetektorët InGaAs janë fotodetektorët më të zakonshëm për komunikim optik. Janë zhvilluar gjithashtu detektorë incidentësh sipërfaqësorë me madhësi më të vogël, me incident të kundërt dhe me gjerësi të lartë bande, të përdorur kryesisht në aplikime të tilla si shpejtësia e lartë dhe ngopja e lartë.
Megjithatë, për shkak të kufizimeve të metodave të tyre të çiftëzimit, detektorët e incidentit sipërfaqësor janë të vështirë për t'u integruar me pajisje të tjera optoelektronike. Prandaj, me kërkesën në rritje për integrim optoelektronik, fotodetektorët InGaAs të çiftëzuar me valëudhëzues me performancë të shkëlqyer dhe të përshtatshëm për integrim janë bërë gradualisht në qendër të kërkimit. Midis tyre, modulet komerciale të fotodetektorëve InGaAs prej 70 GHz dhe 110 GHz pothuajse të gjithë përdorin struktura çiftëzuese me valëudhëzues. Sipas ndryshimit në materialet e substratit, fotodetektorët InGaAs të çiftëzuar me valëudhëzues mund të klasifikohen kryesisht në dy lloje: të bazuara në INP dhe të bazuara në Si. Materiali epitaksial në substratet InP ka cilësi të lartë dhe është më i përshtatshëm për prodhimin e pajisjeve me performancë të lartë. Megjithatë, për materialet e grupit III-V të rritura ose të lidhura në substratet Si, për shkak të mospërputhjeve të ndryshme midis materialeve InGaAs dhe substrateve Si, cilësia e materialit ose ndërfaqes është relativisht e dobët dhe ka ende hapësirë të konsiderueshme për përmirësim në performancën e pajisjeve.
Pajisja përdor InGaAsP në vend të InP si material për rajonin e varfërimit. Edhe pse zvogëlon shpejtësinë e zhvendosjes së ngopjes së elektroneve deri në një farë mase, ajo përmirëson çiftëzimin e dritës incidente nga valëpërçuesi në rajonin e thithjes. Në të njëjtën kohë, shtresa e kontaktit e tipit N të InGaAsP hiqet dhe formohet një boshllëk i vogël në secilën anë të sipërfaqes së tipit P, duke rritur në mënyrë efektive kufizimin në fushën e dritës. Kjo i ndihmon pajisjes të arrijë një përgjegjshmëri më të lartë.
Koha e postimit: 28 korrik 2025