جي جوڙجڪInGaAs فوٽوڊيڪٽر
1980 جي ڏهاڪي کان وٺي، ملڪ ۽ ٻاهرين ملڪن ۾ محققن InGaAs فوٽوڊيڪٽرز جي بناوت جو مطالعو ڪيو آهي، جيڪي بنيادي طور تي ٽن قسمن ۾ ورهايل آهن. اهي آهن InGaAs ميٽل-سيمڪنڊڪٽر-ميٽل فوٽوڊيڪٽر (MSM-PD)، InGaAs پن فوٽوڊيڪٽر (PIN-PD)، ۽ InGaAs Avalanche فوٽوڊيڪٽر (APD-PD). مختلف بناوتن سان InGaAs فوٽوڊيڪٽرز جي ٺاھڻ جي عمل ۽ قيمت ۾ اهم فرق آهن، ۽ ڊوائيس جي ڪارڪردگي ۾ پڻ وڏا فرق آهن.
InGaAs ڌاتو-سيمڪنڊڪٽر-ڌاتوفوٽو ڊيٽيڪٽر، شڪل (a) ۾ ڏيکاريل آهي، هڪ خاص structure آهي جيڪو Schottky junction تي ٻڌل آهي. 1992 ۾، شي ۽ ٻين epitaxy تہن کي وڌائڻ لاءِ گهٽ دٻاءُ واري ڌاتو-نامياتي وانپ فيز epitaxy ٽيڪنالاجي (LP-MOVPE) استعمال ڪئي ۽ InGaAs MSM فوٽوڊيڪٽر تيار ڪيو، جنهن ۾ 1.3 μm جي موج جي ڊيگهه تي 0.42 A/W جي اعلي ردعمل ۽ 1.5 V تي 5.6 pA/ μm² کان گهٽ هڪ ڪارو ڪرنٽ آهي. 1996 ۾، ژانگ ۽ ٻين InAlAs-InGaAs-InP epitaxy تہه کي وڌائڻ لاءِ گئس فيز ماليڪيولر بيم epitaxy (GSMBE) استعمال ڪيو. InAlAs پرت اعليٰ مزاحمتي خاصيتون ڏيکاريون، ۽ واڌ جي حالتن کي ايڪس ري ڊفرڪشن ماپ ذريعي بهتر بڻايو ويو، ته جيئن InGaAs ۽ InAlAs تہن جي وچ ۾ لٽيس بي ميل 1×10⁻³ جي حد اندر هجي. ان جي نتيجي ۾ 10 V تي 0.75 pA/μm² کان گهٽ ڊارڪ ڪرنٽ سان ڊوائيس جي ڪارڪردگي بهتر ٿيندي آهي ۽ 5 V تي 16 ps تائين تيز عارضي جواب ملندو آهي. مجموعي طور تي، MSM structure photodetector سادو ۽ ضم ڪرڻ ۾ آسان آهي، گهٽ ڊارڪ ڪرنٽ (pA آرڊر) ڏيکاري ٿو، پر ڌاتو اليڪٽروڊ ڊوائيس جي اثرائتي روشني جذب ڪرڻ واري علائقي کي گهٽائي ڇڏيندو، تنهنڪري جواب ٻين ساختن کان گهٽ آهي.
InGaAs PIN فوٽوڊيڪٽر P-قسم جي رابطي واري پرت ۽ N-قسم جي رابطي واري پرت جي وچ ۾ هڪ اندروني پرت داخل ڪري ٿو، جيئن شڪل (b) ۾ ڏيکاريل آهي، جيڪو گهٽتائي واري علائقي جي ويڪر کي وڌائي ٿو، اهڙي طرح وڌيڪ اليڪٽران-سوراخ جوڙا شعاع ڪري ٿو ۽ هڪ وڏو فوٽوڪرنٽ ٺاهي ٿو، تنهنڪري ان ۾ بهترين اليڪٽران ڪنڊڪشن ڪارڪردگي آهي. 2007 ۾، A.Poloczek ۽ ٻين MBE استعمال ڪيو ته جيئن مٿاڇري جي خرابي کي بهتر بڻائي سگهجي ۽ Si ۽ InP جي وچ ۾ لٽيس جي بي ترتيبي کي ختم ڪري سگهجي. MOCVD کي InP سبسٽريٽ تي InGaAs PIN structure کي ضم ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو، ۽ ڊوائيس جي ردعمل تقريباً 0.57A /W هئي. 2011 ۾، آرمي ريسرچ ليبارٽري (ALR) ننڍڙن غير انسان زميني گاڏين لاءِ نيويگيشن، رڪاوٽ/ٽڪراءُ کان بچڻ، ۽ مختصر رينج جي ٽارگيٽ ڊيٽيڪشن/سڃاڻپ لاءِ liDAR تصويرر جو مطالعو ڪرڻ لاءِ PIN فوٽوڊيڪٽر استعمال ڪيا، هڪ گهٽ قيمت واري مائڪرو ويڪرو ايمپليفائر چپ سان ضم ڪيو ويو جيڪو InGaAs PIN فوٽوڊيڪٽر جي سگنل-کان-شور تناسب کي خاص طور تي بهتر بڻايو. انهيءَ بنياد تي، 2012 ۾، ALR هن liDAR تصوير ڪندڙ کي روبوٽس لاءِ استعمال ڪيو، جنهن جي ڳولا جي حد 50 ميٽر کان وڌيڪ ۽ 256 × 128 جي ريزوليوشن سان.
ان گا ايزبرفاني تودو ڦوٽوڊيڪٽرهڪ قسم جو فوٽوڊيڪٽر آهي جنهن ۾ گين آهي، جنهن جي بناوت شڪل (c) ۾ ڏيکاريل آهي. اليڪٽران-سوراخ جوڙو ڊبلنگ علائقي اندر برقي ميدان جي عمل هيٺ ڪافي توانائي حاصل ڪري ٿو، ته جيئن ايٽم سان ٽڪرائجي، نوان اليڪٽران-سوراخ جوڙا پيدا ڪري، هڪ برفاني تودو اثر ٺاهي، ۽ مواد ۾ غير متوازن ڪيريئرز کي ضرب ڏئي. 2013 ۾، جارج ايم MBE استعمال ڪيو ته جيئن هڪ InP سبسٽريٽ تي لٽيس سان ملندڙ InGaAs ۽ InAlAs الائيز کي وڌايو وڃي، مصر جي جوڙجڪ ۾ تبديلين، ايپيٽڪسيل پرت جي ٿولهه، ۽ ڊوپنگ کي ماڊل ٿيل ڪيريئر توانائي ۾ استعمال ڪندي اليڪٽرو شاڪ آئنائيزيشن کي وڌ کان وڌ ڪرڻ لاءِ جڏهن ته سوراخ آئنائيزيشن کي گهٽ ۾ گهٽ ڪيو وڃي. برابر آئوٽ پُٽ سگنل حاصل ڪرڻ تي، APD گهٽ شور ۽ گهٽ ڊارڪ ڪرنٽ ڏيکاري ٿو. 2016 ۾، سن جيانفينگ ۽ ٻين InGaAs برفاني تودو فوٽوڊيڪٽر تي ٻڌل 1570 nm ليزر ايڪٽو اميجنگ تجرباتي پليٽ فارم جو هڪ سيٽ ٺاهيو. اندروني سرڪٽاي پي ڊي فوٽوڊيڪٽرگونج ملي ٿي ۽ سڌو سنئون ڊجيٽل سگنل ڪڍي ٿي، جنهن سان سڄي ڊوائيس ڪمپيڪٽ ٿئي ٿي. تجرباتي نتيجا شڪل (d) ۽ (e) ۾ ڏيکاريا ويا آهن. شڪل (d) تصويري ٽارگيٽ جي هڪ جسماني تصوير آهي، ۽ شڪل (e) هڪ ٽي-dimensional فاصلي واري تصوير آهي. اهو واضح طور تي ڏسي سگهجي ٿو ته علائقي c جي ونڊو ايريا ۾ ايريا A ۽ b سان هڪ خاص کوٽائي جو فاصلو آهي. پليٽ فارم نبض جي ويڪر 10 ns کان گهٽ، سنگل نبض توانائي (1 ~ 3) mJ ترتيب ڏيڻ وارو، وصول ڪندڙ لينس فيلڊ اينگل 2°، ورجائڻ جي فريڪوئنسي 1 kHz، ڊيڪٽر ڊيوٽي تناسب تقريباً 60٪ محسوس ڪري ٿو. APD جي اندروني فوٽو ڪرنٽ حاصل ڪرڻ، تيز جواب، ڪمپيڪٽ سائيز، استحڪام ۽ گهٽ قيمت جي مهرباني، APD فوٽو ڊيٽيڪٽر PIN فوٽو ڊيٽيڪٽرن جي ڀيٽ ۾ ڳولڻ جي شرح ۾ شدت جو هڪ آرڊر وڌيڪ ٿي سگهن ٿا، تنهن ڪري موجوده مکيه وهڪرو liDAR بنيادي طور تي برفاني ڦوٽو ڊيٽيڪٽرن جي غلبي ۾ آهي.
مجموعي طور تي، ملڪ ۽ ٻاهرين ملڪن ۾ InGaAs جي تياري جي ٽيڪنالاجي جي تيز ترقي سان، اسان مهارت سان MBE، MOCVD، LPE ۽ ٻين ٽيڪنالاجيون استعمال ڪري سگھون ٿا ته جيئن InP سبسٽريٽ تي وڏي علائقي جي اعليٰ معيار جي InGaAs ايپيٽيڪسيل پرت تيار ڪري سگهجي. InGaAs فوٽوڊيڪٽر گهٽ ڊارڪ ڪرنٽ ۽ اعليٰ ردعمل ڏيکارين ٿا، گهٽ ۾ گهٽ ڊارڪ ڪرنٽ 0.75 pA/μm² کان گهٽ آهي، وڌ ۾ وڌ ردعمل 0.57 A/W تائين آهي، ۽ هڪ تيز عارضي ردعمل (ps آرڊر) آهي. InGaAs فوٽوڊيڪٽرز جي مستقبل جي ترقي هيٺ ڏنل ٻن پهلوئن تي ڌيان ڏيندي: (1) InGaAs ايپيٽيڪسيل پرت سڌو سنئون Si سبسٽريٽ تي پوکي ويندي آهي. هن وقت، مارڪيٽ ۾ گھڻا مائڪرو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز Si تي ٻڌل آهن، ۽ InGaAs ۽ Si تي ٻڌل جي بعد ۾ مربوط ترقي عام رجحان آهي. InGaAs/Si جي مطالعي لاءِ ليٽيس بي ميل ۽ تھرمل ايڪسپينشن ڪوفيشيٽ فرق جهڙن مسئلن کي حل ڪرڻ انتهائي اهم آهي؛ (2) 1550 nm طول موج ٽيڪنالاجي پختو ٿي چڪي آهي، ۽ وڌايل طول موج (2.0 ~ 2.5) μm مستقبل جي تحقيق جي هدايت آهي. In حصن جي واڌ سان، InP سبسٽريٽ ۽ InGaAs ايپيٽيڪسيل پرت جي وچ ۾ جالي جي بي ترتيبي وڌيڪ سنگين خلل ۽ خرابين جو سبب بڻجندي، تنهن ڪري ڊوائيس جي عمل جي پيرا ميٽرز کي بهتر ڪرڻ، جالي جي خرابين کي گهٽائڻ، ۽ ڊوائيس جي ڊارڪ ڪرنٽ کي گهٽائڻ ضروري آهي.
پوسٽ جو وقت: مئي-06-2024