Напредъкът на изследваниятаInGaAs фотодетектор
С експоненциалния растеж на обема на предаване на комуникационни данни, технологията за оптично свързване замени традиционната технология за електрическо свързване и се превърна в основна технология за високоскоростно предаване с ниски загуби на средни и дълги разстояния. Като основен компонент на оптичния приемник,фотодетекторима все по-високи изисквания за своята високоскоростна производителност. Сред тях, фотодетекторът, свързан с вълноводни влакна, е малък по размер, с висока честотна лента и лесен за интегриране в чип с други оптоелектронни устройства, което е фокусът на изследванията на високоскоростното фотодетекторство. и са най-представителните фотодетектори в близката инфрачервена комуникационна лента.
InGaAs е един от идеалните материали за постигане на висока скорост ифотодетектори с висока чувствителностПърво, InGaAs е полупроводников материал с директна забранена зона, а ширината на забранената зона може да се регулира от съотношението между In и Ga, което позволява откриване на оптични сигнали с различни дължини на вълната. Сред тях, In0.53Ga0.47As е перфектно съчетан с решетката на InP субстрата и има много висок коефициент на поглъщане на светлина в оптичната комуникационна лента. Той е най-широко използваният при производството на фотодетектори и също така има най-изявените характеристики на тъмен ток и чувствителност. Второ, както InGaAs, така и InP материалите имат относително високи скорости на дрейф на електрони, като наситените им скорости на дрейф на електрони са приблизително 1×107cm/s. В същото време, при специфични електрически полета, InGaAs и InP материалите показват ефекти на превишаване на скоростта на електроните, като скоростите им на превишаване достигат съответно 4×107cm/s и 6×107cm/s. Това е благоприятно за постигане на по-висока честотна лента на пресичане. В момента InGaAs фотодетекторите са най-разпространените фотодетектори за оптична комуникация. Разработени са и по-малки по размер, детектори за повърхностен инцидент с обратен инцидент и висока честотна лента, използвани главно в приложения като висока скорост и висока наситеност.
Въпреки това, поради ограниченията на методите им за свързване, повърхностно-инцидентиращите детектори са трудни за интегриране с други оптоелектронни устройства. Следователно, с нарастващото търсене на оптоелектронна интеграция, вълноводно свързаните InGaAs фотодетектори с отлична производителност и подходящи за интеграция постепенно се превърнаха във фокус на изследванията. Сред тях, търговските InGaAs фотодетекторни модули от 70GHz и 110GHz почти всички използват вълноводно свързани структури. Според разликата в материалите на подложките, вълноводно свързаните InGaAs фотодетектори могат да бъдат класифицирани главно в два типа: INP-базирани и Si-базирани. Материалът, епитаксиален върху InP подложките, е с високо качество и е по-подходящ за производството на високопроизводителни устройства. Въпреки това, за материали от III-V група, отглеждани или свързани върху Si подложки, поради различни несъответствия между InGaAs материалите и Si подложките, качеството на материала или интерфейса е относително лошо и все още има значително място за подобрение в производителността на устройствата.
Устройството използва InGaAsP вместо InP като материал за областта на изчерпване. Въпреки че това намалява до известна степен скоростта на дрейф на насищане на електроните, то подобрява свързването на падащата светлина от вълновода към областта на абсорбция. В същото време, контактният слой InGaAsP N-тип се премахва и се образува малка междина от всяка страна на P-тип повърхността, което ефективно засилва ограничението на светлинното поле. Това е благоприятно за постигане на по-висока чувствителност на устройството.
Време на публикуване: 28 юли 2025 г.