Прагрэс даследаванняўInGaAs фотадэтэктар
З экспанентным ростам аб'ёмаў перадачы дадзеных сувязі, тэхналогія аптычнага ўзаемадзеяння замяніла традыцыйную тэхналогію электрычнага ўзаемадзеяння і стала асноўнай тэхналогіяй для перадачы дадзеных з нізкімі стратамі на сярэднія і вялікія адлегласці. Як асноўны кампанент аптычнага прыёмнага канца,фотадэтэктармае ўсё больш высокія патрабаванні да сваёй хуткаснай працы. Сярод іх хваляводна-звязаныя фотадэтэктары маюць невялікія памеры, высокую прапускную здольнасць і лёгка інтэгруюцца ў чып з іншымі оптаэлектроннымі прыладамі, што з'яўляецца цэнтрам даследаванняў у галіне хуткаснага фотадэтэктара. Яны з'яўляюцца найбольш прадстаўнічымі фотадэтэктарамі ў блізкім інфрачырвоным дыяпазоне сувязі.
InGaAs з'яўляецца адным з ідэальных матэрыялаў для дасягнення высокай хуткасці івысокаадчувальныя фотадэтэктарыПа-першае, InGaAs — гэта паўправадніковы матэрыял з прамой забароненай зонай, шырыня якога рэгулюецца суадносінамі паміж In і Ga, што дазваляе выяўляць аптычныя сігналы розных даўжынь хваль. Сярод іх In0.53Ga0.47As ідэальна спалучаецца з рашоткай падложкі InP і мае вельмі высокі каэфіцыент паглынання святла ў аптычнай паласе сувязі. Ён найбольш шырока выкарыстоўваецца пры вырабе фотадэтэктараў, а таксама мае найлепшыя характарыстыкі цёмнавага току і адчувальнасці. Па-другое, як матэрыялы InGaAs, так і InP маюць адносна высокія хуткасці дрэйфу электронаў, прычым іх насычаныя хуткасці дрэйфу электронаў складаюць прыблізна 1×107 см/с. У той жа час, пад уздзеяннем пэўных электрычных палёў матэрыялы InGaAs і InP дэманструюць эфекты перавышэння хуткасці электронаў, прычым іх хуткасці перавышэння дасягаюць 4×107 см/с і 6×107 см/с адпаведна. Гэта спрыяе дасягненню больш высокай паласы прапускання. У цяперашні час фотадэтэктары InGaAs з'яўляюцца найбольш распаўсюджанымі фотадэтэктарамі для аптычнай сувязі. Таксама былі распрацаваны меншыя па памеры, зваротна-падаючыя і шырокапалосныя датчыкі паверхневых інцыдэнтаў, якія ў асноўным выкарыстоўваюцца ў такіх сферах, як высокая хуткасць і высокая насычанасць.
Аднак з-за абмежаванняў метадаў сувязі, паверхневыя дэтэктары падаючага святла цяжка інтэграваць з іншымі оптаэлектроннымі прыладамі. Таму, з ростам попыту на оптаэлектронную інтэграцыю, хваляводна звязаныя фотадэтэктары InGaAs з выдатнымі характарыстыкамі і прыдатнымі для інтэграцыі паступова сталі цэнтрам даследаванняў. Сярод іх, камерцыйныя модулі фотадэтэктараў InGaAs з частатой 70 ГГц і 110 ГГц амаль усе выкарыстоўваюць хваляводныя структуры сувязі. У залежнасці ад адрозненняў у матэрыялах падкладак, хваляводна звязаныя фотадэтэктары InGaAs можна ў асноўным класіфікаваць на два тыпы: на аснове INP і на аснове Si. Матэрыял, эпітаксіяльны на падкладках InP, мае высокую якасць і больш падыходзіць для вырабу высокапрадукцыйных прылад. Аднак для матэрыялаў III-V групы, вырашчаных або звязаных на падкладках Si, з-за розных неадпаведнасцей паміж матэрыяламі InGaAs і падкладкамі Si якасць матэрыялу або інтэрфейсу адносна нізкая, і ўсё яшчэ ёсць значны патэнцыял для паляпшэння прадукцыйнасці прылад.
У прыладзе ў якасці матэрыялу зоны збяднення выкарыстоўваецца InGaAsP замест InP. Нягледзячы на тое, што гэта да пэўнай ступені зніжае хуткасць дрэйфу электронаў пры насычэнні, гэта паляпшае сувязь падаючага святла з хвалявода ў вобласць паглынання. Адначасова кантактны пласт N-тыпу InGaAsP выдаляецца, і па абодва бакі паверхні P-тыпу ўтвараецца невялікая шчыліна, што эфектыўна ўзмацняе абмежаванне светлавога поля. Гэта спрыяе дасягненню прылады больш высокай адчувальнасці.
Час публікацыі: 28 ліпеня 2025 г.