Зерттеудің барысыInGaAs фотодетекторы
Байланыс деректерін беру көлемінің экспоненциалды өсуімен оптикалық өзара байланыс технологиясы дәстүрлі электрлік өзара байланыс технологиясын алмастырды және орта және ұзақ қашықтыққа төмен шығынды жоғары жылдамдықты берудің негізгі технологиясына айналды. Оптикалық қабылдау бөлігінің негізгі компоненті ретіндефотодетекторжоғары жылдамдықты өнімділігіне қойылатын талаптардың артуы байқалады. Олардың ішінде толқын өткізгішпен байланысқан фотодетектордың өлшемі кіші, өткізу қабілеттілігі жоғары және басқа оптоэлектрондық құрылғылармен чипке біріктіру оңай, бұл жоғары жылдамдықты фотодетектордың зерттеу бағыты болып табылады және жақын инфрақызыл байланыс диапазонындағы ең өкілді фотодетекторлар болып табылады.
InGaAs жоғары жылдамдыққа жету үшін тамаша материалдардың бірі болып табылады жәнежоғары жауап беретін фотодетекторларБіріншіден, InGaAs тікелей тыйым салынған жартылай өткізгіш материал болып табылады және оның тыйым салынған енін In және Ga арасындағы қатынаспен реттеуге болады, бұл әртүрлі толқын ұзындықтарындағы оптикалық сигналдарды анықтауға мүмкіндік береді. Олардың ішінде In0.53Ga0.47As InP субстрат торымен тамаша үйлеседі және оптикалық байланыс жолағында өте жоғары жарық сіңіру коэффициентіне ие. Ол фотодетекторды дайындауда ең кеңінен қолданылады және ең көрнекті қараңғы ток пен жауап беру өнімділігіне ие. Екіншіден, InGaAs және InP материалдарының екеуі де салыстырмалы түрде жоғары электрон дрейф жылдамдықтарына ие, олардың қаныққан электрон дрейф жылдамдықтары шамамен 1 × 107 см/с құрайды. Сонымен қатар, белгілі бір электр өрістерінде InGaAs және InP материалдары электрон жылдамдығының асып кету әсерлерін көрсетеді, олардың асып кету жылдамдықтары сәйкесінше 4 × 107 см/с және 6 × 107 см/с жетеді. Бұл жоғары қиылысу өткізу қабілеттілігіне қол жеткізуге ықпал етеді. Қазіргі уақытта InGaAs фотодетекторлары оптикалық байланыс үшін ең кең таралған фотодетекторлар болып табылады. Кішігірім өлшемді, кері инцидентті және жоғары өткізу қабілеттілігі бар беттік инцидентті детекторлар да жасалды, олар негізінен жоғары жылдамдықты және жоғары қанығуды сияқты қолданбаларда қолданылады.
Дегенмен, олардың байланыс әдістерінің шектеулеріне байланысты беттік инцидент детекторларын басқа оптоэлектрондық құрылғылармен біріктіру қиын. Сондықтан, оптоэлектрондық интеграцияға деген сұраныстың артуымен, тамаша өнімділігі бар және интеграцияға жарамды толқын өткізгішпен байланысқан InGaAs фотодетекторлары біртіндеп зерттеу нысанасына айналды. Олардың ішінде 70 ГГц және 110 ГГц коммерциялық InGaAs фотодетектор модульдерінің барлығы дерлік толқын өткізгішпен байланысқан құрылымдарды қабылдайды. Негіз материалдарының айырмашылығына сәйкес, толқын өткізгішпен байланысқан InGaAs фотодетекторларын негізінен екі түрге жіктеуге болады: INP негізіндегі және Si негізіндегі. InP негіздеріндегі эпитаксиалды материал жоғары сапалы және жоғары өнімді құрылғыларды жасауға қолайлы. Дегенмен, Si негіздерінде өсірілген немесе байланысқан III-V топтық материалдар үшін InGaAs материалдары мен Si негіздері арасындағы әртүрлі сәйкессіздіктерге байланысты материалдың немесе интерфейстің сапасы салыстырмалы түрде нашар және құрылғылардың өнімділігін жақсарту үшін әлі де айтарлықтай мүмкіндік бар.
Құрылғы сарқылу аймағының материалы ретінде InP орнына InGaAsP пайдаланады. Ол электрондардың қанығу жылдамдығын белгілі бір дәрежеде төмендетсе де, түсетін жарықтың толқын өткізгіштен жұтылу аймағына қосылуын жақсартады. Сонымен қатар, InGaAsP N-типті жанасу қабаты алынып тасталады және P-типті беттің екі жағында шағын саңылау пайда болады, бұл жарық өрісіне шектеуді тиімді түрде күшейтеді. Бұл құрылғының жоғары жауапкершілігіне қол жеткізуіне ықпал етеді.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 28 шілде