جي جوڙجڪInGaAs فوٽو ڊيڪٽر
1980 جي ڏهاڪي کان وٺي، اندرين ۽ ٻاهرين محققن InGaAs photodetectors جي جوڙجڪ جو اڀياس ڪيو آهي، جيڪي خاص طور تي ٽن قسمن ۾ ورهايل آهن. اهي آهن InGaAs Metal-Semiconductor-metal photodetector (MSM-PD)، InGaAs PIN Photodetector (PIN-PD)، ۽ InGaAs Avalanche Photodetector (APD-PD). InGaAs photodetectors جي مختلف ساختن سان ٺاھڻ جي عمل ۽ قيمت ۾ اھم فرق آھن، ۽ ڊوائيس جي ڪارڪردگي ۾ پڻ وڏا فرق آھن.
InGaAs ڌاتو-سيمڪنڊڪٽر-ڌاتوفوٽو ڊيڪٽر, شڪل ۾ ڏيکاريل آهي (a), Schottky جنڪشن تي ٻڌل هڪ خاص ڍانچي آهي. 1992 ۾، شي ۽ ٻيا. استعمال ڪيو گھٽ پريشر ميٽيل-آرگينڪ واپر فيز ايپيٽڪسي ٽيڪنالاجي (LP-MOVPE) epitaxy پرت کي وڌائڻ لاءِ ۽ InGaAs MSM فوٽو ڊيڪٽر تيار ڪيو ويو، جنهن ۾ 1.3 μm جي موج جي ڊيگهه تي 0.42 A/W جي اعلي ردعمل آهي ۽ 5.6 pA/ کان گهٽ هڪ ڳاڙهو موجوده. 1.5 V تي μm². 1996 ۾، zhang et al. InAlAs-InGaAs-InP epitaxy پرت کي وڌائڻ لاءِ گئس فيز ماليڪيولر بيم ايپيٽڪسي (GSMBE) استعمال ڪيو. InAlAs پرت اعليٰ مزاحمتي خصوصيت ڏيکاري ٿي، ۽ واڌ جي حالتن کي ايڪس-ري جي تفاوت جي ماپ ذريعي بهتر ڪيو ويو، ته جيئن InGaAs ۽ InAlAs تہن جي وچ ۾ 1×10⁻³ جي حد جي اندر لٽيس بي ميلاپ هجي. ان جي نتيجي ۾ 10 V تي 0.75 PA/μm² کان هيٺ ڊارڪ ڪرنٽ سان ڊيوائس جي ڪارڪردگي بهتر ٿي ۽ 5 V تي 16 ps تائين تيز عارضي جواب. مجموعي طور تي، MSM ڍانچي فوٽو ڊيڪٽر سادو ۽ ضم ڪرڻ ۾ آسان آهي، ڏيکاريندي گهٽ ڊارڪ ڪرنٽ (pA) آرڊر)، پر ڌاتو اليڪٽرروڊ ڊوائيس جي موثر روشني جذب واري علائقي کي گھٽائي ڇڏيندو، تنهنڪري جواب ٻين ساختن کان گهٽ آهي.
InGaAs PIN ڦوٽو ڊيڪٽر P-قسم جي رابطي واري پرت ۽ N-قسم جي رابطي واري پرت جي وچ ۾ هڪ اندروني پرت داخل ڪري ٿو، جيئن تصوير (b) ۾ ڏيکاريل آهي، جيڪا ختم ٿيڻ واري علائقي جي چوٽي کي وڌائي ٿي، اهڙيء طرح وڌيڪ اليڪٽران سوراخ جوڙو تابڪاري ڪري ٿو ۽ هڪ ٺاهي ٿو. وڏو ڦوٽو ڪرنٽ، تنهن ڪري ان ۾ بهترين اليڪٽران ڪنڪشن ڪارڪردگي آهي. 2007 ۾، A.Poloczek et al. مٿاڇري جي خرابي کي بهتر ڪرڻ ۽ سي ۽ ان پي جي وچ ۾ لٽيس بي ميل کي ختم ڪرڻ لاءِ گھٽ درجه حرارت واري بفر پرت کي وڌائڻ لاءِ MBE استعمال ڪيو. MOCVD استعمال ڪيو ويو InGaAs PIN ڍانچي کي InP substrate تي ضم ڪرڻ لاءِ، ۽ ڊوائيس جي ردعمل اٽڪل 0.57A /W هئي. 2011 ۾، آرمي ريسرچ ليبارٽري (ALR) پن ڦوٽو ڊيڪٽر استعمال ڪيو هڪ liDAR تصويرر جي مطالعي لاءِ نيويگيشن، رڪاوٽ/ٽڪر کان بچڻ، ۽ ننڍي حد تائين ٽارگيٽ جي سڃاڻپ/سڃاڻپ لاءِ ننڍڙن غير انساني زميني گاڏين لاءِ، جنهن کي گهٽ قيمت واري مائڪرو ويڪرو ايمپليفائر چپ سان ضم ڪيو ويو آهي. InGaAs PIN photodetector جي سگنل کان شور جي تناسب کي خاص طور تي بهتر ڪيو. ان بنياد تي، 2012 ۾، ALR هن liDAR اميجر کي روبوٽس لاءِ استعمال ڪيو، جنهن ۾ 50 ميٽر کان وڌيڪ ڊڪشنري رينج ۽ 256 × 128 جي ريزوليوشن سان.
InGaAsبرفاني ڦوٽو ڊيڪٽرحاصلات سان گڏ فوٽو ڊيڪٽر جو هڪ قسم آهي، جنهن جي جوڙجڪ شڪل (c) ۾ ڏيکاريل آهي. اليڪٽران-هول جو جوڙو ڊبلنگ علائقي جي اندر برقي فيلڊ جي عمل هيٺ ڪافي توانائي حاصل ڪري ٿو، جيئن ايٽم سان ٽڪرائجي، نوان اليڪٽران-هول جوڙو پيدا ڪري، برفاني طوفان جو اثر پيدا ڪري، ۽ مادي ۾ غير متوازن ڪيريئرز کي ضرب ڏئي. . 2013 ۾، جارج ايم ايم بي اي استعمال ڪيو هڪ InP سبسٽرٽ تي لٽيس مماثل InGaAs ۽ InAlAs الائيز کي وڌائڻ لاءِ، مصر جي جوڙجڪ ۾ تبديلين کي استعمال ڪندي، epitaxial پرت جي ٿلهي، ۽ ڊوپنگ کي ماڊل ڪيريئر توانائي کي وڌائڻ لاءِ اليڪٽررو شاڪ آئنائيزيشن کي وڌ کان وڌ ڪرڻ لاءِ جڏهن ته سوراخ جي آئنائيزيشن کي گھٽ ڪيو ويو. برابر آئوٽ پٽ سگنل حاصل ڪرڻ تي، APD ڏيکاري ٿو گهٽ شور ۽ گهٽ اونداهي موجوده. 2016 ۾، Sun Jianfeng et al. InGaAs avalanche photodetector جي بنياد تي 1570 nm ليزر فعال اميجنگ تجرباتي پليٽ فارم جو هڪ سيٽ ٺاهيو. جي اندروني سرڪٽAPD فوٽو ڊيڪٽرگونج وصول ڪيو ۽ سڌو سنئون ڊجيٽل سگنلن کي ٻاھر ڪڍيو، سڄي ڊوائيس کي ٺھيل ٺاھيو. تجرباتي نتيجا FIG ۾ ڏيکاريا ويا آهن. (d) ۽ (e). شڪل (d) تصويرن جي ٽارگيٽ جي جسماني تصوير آھي، ۽ شڪل (e) ھڪڙي ٽي-dimensional فاصلي واري تصوير آھي. اهو واضح طور تي ڏسي سگھجي ٿو ته ايريا سي جي ونڊو ايريا ايريا اي ۽ بي سان هڪ خاص کوٽائي فاصلو آهي. پليٽ فارم 10 NS کان گھٽ پلس جي چوٽي کي محسوس ڪري ٿو، سنگل پلس انرجي (1 ~ 3) mJ ايڊجسٽبل، وصول ڪندڙ لينس فيلڊ اينگل 2 °، 1 kHz جي ورجائي فریکوئنسي، ڊيڪٽر ڊيوٽي تناسب اٽڪل 60٪. APD جي اندروني ڦوٽو ڪرنٽ حاصل ڪرڻ جي مهرباني، تيز جواب، ڪمپيڪٽ سائيز، استحڪام ۽ گھٽ قيمت، APD فوٽو ڊيٽيڪٽرز PIN ڦوٽو ڊيٽيڪٽرز جي ڀيٽ ۾ ڳولڻ جي شرح ۾ اعلي معيار جو آرڊر ٿي سگهي ٿو، تنهن ڪري موجوده مکيه وهڪرو liDAR بنيادي طور تي برفاني ڦوٽو ڊيٽيڪٽرن تي غلبو آهي.
مجموعي طور تي، اندرون ۽ ٻاهران InGaAs جي تياري واري ٽيڪنالاجي جي تيزيءَ سان ترقي ڪرڻ سان، اسان مهارت سان MBE، MOCVD، LPE ۽ ٻيون ٽيڪنالاجيون استعمال ڪري سگھون ٿا ته جيئن وڏي ايراضيءَ ۾ اعليٰ معيار جي InGaAs epitaxial پرت InP سبسٽرٽ تي تيار ڪري سگهجي. InGaAs photodetectors ڏيکاري ٿو گھٽ اونداھي موجوده ۽ اعلي ردعمل، گھٽ ۾ گھٽ اونداھي موجوده 0.75 PA/μm² کان گھٽ آھي، وڌ ۾ وڌ ردعمل 0.57 A/W تائين آھي، ۽ ھڪڙو تيز عارضي جواب آھي (ps آرڊر). InGaAs photodetectors جي مستقبل جي ترقي ھيٺين ٻن حصن تي ڌيان ڏيندو: (1) InGaAs epitaxial پرت سڌي طرح Si substrate تي وڌيل آھي. في الحال، مارڪيٽ ۾ اڪثر مائڪرو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز سي تي ٻڌل آهن، ۽ InGaAs ۽ Si جي بنياد تي ايندڙ مربوط ترقي عام رجحان آهي. InGaAs/Si جي مطالعي لاءِ مسئلن کي حل ڪرڻ جھڙوڪ لاٽيس جي ميلاپ ۽ حرارتي توسيع جي کوٽائي جو فرق تمام ضروري آھي. (2) 1550 nm موج جي ڊيگهه ٽيڪنالاجي بالغ ٿي چڪي آهي، ۽ وڌايل ويڪرائي ڦاڪ (2.0 ~ 2.5) μm مستقبل جي تحقيق جي هدايت آهي. In components جي واڌ سان، InP substrate ۽ InGaAs epitaxial پرت جي وچ ۾ لاٽيس جي ميلاپ وڌيڪ سنگين خرابي ۽ خرابين جو سبب بڻجندي، ان ڪري ضروري آھي ته ڊيوائس پروسيس جي پيرا ميٽرز کي بهتر بڻايو وڃي، لٽيس جي خرابين کي گھٽايو وڃي، ۽ ڊيوائس جي اونداھي ڪرنٽ کي گھٽايو وڃي.
پوسٽ ٽائيم: مئي-06-2024