Жоғары жылдамдықты фотодетекторларды енгіздіInGaAs фотодетекторлары
Жоғары жылдамдықты фотодетекторлароптикалық байланыс саласында негізінен III-V InGaAs фотодетекторлары және IV толық Si және Ge/ жатады.Si фотодетекторлары. Біріншісі дәстүрлі жақын инфрақызыл детектор болып табылады, ол ұзақ уақыт бойы басым болды, ал екіншісі өсіп келе жатқан жұлдызға айналу үшін кремний-оптикалық технологияға сүйенеді және соңғы жылдардағы халықаралық оптоэлектроника зерттеулері саласындағы ыстық нүкте болып табылады. Сонымен қатар, перовскит, органикалық және екі өлшемді материалдарға негізделген жаңа детекторлар өңдеудің жеңілдігі, жақсы икемділігі және реттелетін қасиеттерінің артықшылықтарына байланысты қарқынды дамып келеді. Бұл жаңа детекторлар мен дәстүрлі бейорганикалық фотодетекторлар арасында материал қасиеттері мен өндіріс процестерінде айтарлықтай айырмашылықтар бар. Перовскит детекторлары тамаша жарық сіңіру сипаттамаларына және тиімді зарядты тасымалдау қабілетіне ие, органикалық материалдар детекторлары арзан және икемді электрондары үшін кеңінен қолданылады, ал екі өлшемді материалдар детекторлары бірегей физикалық қасиеттері мен жоғары тасымалдаушы ұтқырлығына байланысты көп назар аударды. Дегенмен, InGaAs және Si/Ge детекторларымен салыстырғанда, жаңа детекторларды ұзақ мерзімді тұрақтылық, өндірістік жетілу және интеграция тұрғысынан әлі де жетілдіру қажет.
InGaAs жоғары жылдамдықты және жоғары жауап беретін фотодетекторларды жүзеге асыруға арналған тамаша материалдардың бірі болып табылады. Ең алдымен, InGaAs тікелей жолақты жартылай өткізгіш материал болып табылады және оның диапазонының ені әртүрлі толқын ұзындықтарының оптикалық сигналдарын анықтауға қол жеткізу үшін In және Ga арасындағы қатынас арқылы реттелуі мүмкін. Олардың ішінде In0.53Ga0.47As InP субстрат торымен тамаша үйлеседі және оптикалық байланыс диапазонында үлкен жарық жұту коэффициентіне ие, ол дайындауда кеңінен қолданылады.фотодетекторлар, және қараңғы ток пен жауап беру өнімділігі де ең жақсы. Екіншіден, InGaAs және InP материалдарының екеуінде де электрондардың қозғалу жылдамдығы жоғары, ал олардың қаныққан электрондардың қозғалу жылдамдығы шамамен 1×107 см/с. Сонымен қатар, InGaAs және InP материалдары белгілі бір электр өрісі кезінде электронды жылдамдықтың асып кетуіне әсер етеді. Артық жылдамдықты 4× 107см/с және 6×107см/с деп бөлуге болады, бұл тасымалдаушының уақытпен шектелген өткізу қабілеттілігін жүзеге асыруға қолайлы. Қазіргі уақытта InGaAs фотодетекторы оптикалық байланыс үшін ең негізгі фотодетектор болып табылады және нарықта беттік инциденттерді біріктіру әдісі негізінен пайдаланылады және 25 Гбауд/с және 56 Гбауд/с беттік түсу детекторының өнімдері жүзеге асырылды. Кіші өлшемді, кері жиілікті және үлкен өткізу қабілеттілігінің беттік инцидент детекторлары да әзірленді, олар негізінен жоғары жылдамдықты және жоғары қанықтылықты қолданбаларға жарамды. Дегенмен, беттік инцидент зонды оның қосылу режимімен шектеледі және басқа оптоэлектрондық құрылғылармен біріктіру қиын. Сондықтан, оптоэлектрондық интеграция талаптарының жетілдірілуімен тамаша өнімділігі бар және интеграцияға жарамды толқын өткізгіш біріктірілген InGaAs фотодетекторлары бірте-бірте зерттеулердің назарына айналды, олардың ішінде коммерциялық 70 ГГц және 110 ГГц InGaAs фотозонд модульдерінің барлығы дерлік толқын өткізгіштік біріктірілген құрылымдарды пайдаланады. Әртүрлі субстрат материалдарына сәйкес InGaAs фотоэлектрлік зонды толқын өткізгіштік муфтаны екі санатқа бөлуге болады: InP және Si. InP субстратындағы эпитаксиалды материалдың сапасы жоғары және өнімділігі жоғары құрылғыларды дайындау үшін қолайлы. Дегенмен, III-V материалдары, InGaAs материалдары және Si субстраттарында өсірілген немесе байланыстырылған Si субстраттары арасындағы әртүрлі сәйкессіздіктер салыстырмалы түрде нашар материал немесе интерфейс сапасына әкеледі және құрылғының өнімділігін әлі де жақсарту үшін үлкен орын бар.
Жіберу уақыты: 31 желтоқсан 2024 ж