Структура на фотоодектор на ингаас

Структура наФотодектор на ингаас

Од 1980 -тите, истражувачите дома и во странство ја проучувале структурата на фотодекторите на Ингаас, кои главно се поделени на три вида. Тие се метални-полупроводници на метал-метал фотоодектор (MSM-PD), PIN PIN PIN PHOTODETECTOR (PIN-PD) и фотоодектор на лавина Ingaas (APD-PD). Постојат значителни разлики во процесот на измислица и цената на фотоодекторите на Ingaas со различни структури, а исто така има и големи разлики во перформансите на уредот.

Метал-полупроводнички метал на ИнгаасФотодектор, прикажано на слика (а), е посебна структура заснована на спојот Шотки. Во 1992 година, Ши и др. Користена метална-органска фаза на фаза на пареа фаза на епитакси (LP-MOVPE) за одгледување на епитаксични слоеви и подготвен фотоодектор на Ingaas MSM, кој има голема реакција од 0,42 A/ W на бранова должина од 1,3 μm и темна струја пониска од 5,6 PA/ μM² на 1,5 V. во 1996 година, Zhang et al. Користена епитаксика на молекуларна зрак на гас фаза (GSMBE) за одгледување на епитаксијата на Inalas-Ingaas-Inp. Слојот на Илас покажа високи карактеристики на отпорност, а условите за раст беа оптимизирани со мерење на дифракција на Х-зраци, така што неусогласеноста на решетките помеѓу слоевите INGAA и INALAS беше во опсег од 1 × 10⁻³. Ова резултира во оптимизирана изведба на уредот со темна струја под 0,75 Pa/μm² на 10 V и брз преоден одговор до 16 ps на 5 V. Во целина, фотоодекторот на структурата MSM е едноставна и лесна за интегрирање, покажувајќи мала темна струја (PA ред), но металната електрода ќе ја намали ефективната површина на апсорпција на светлината на уредот, така што одговорот е помал од другите структури.

Фотодекторот INGAAS PIN вметнува вроден слој помеѓу контактниот слој P-тип и слојот за контакт со типот N, како што е прикажано на слика (б), со што се зголемува ширината на регионот на осиромашување, со што зрачи повеќе парови на електронски дупки и формирање на поголеми фотокорентни, така што има одлични перформанси на спроводливоста на електроните. Во 2007 година, А.полоцек и др. Користено MBE за да расте тампон слој со ниска температура за да се подобри грубоста на површината и да се надмине неусогласеноста на решетките помеѓу SI и INP. MOCVD се користеше за интегрирање на структурата на PIN Ingaas на подлогата INP, а одговорноста на уредот беше околу 0,57a /w. Во 2011 г. Врз основа на ова, во 2012 година, АЛР го користеше овој лидарски сликар за роботи, со опсег на откривање од повеќе од 50 m и резолуција од 256 × 128.

ИнгаасФотодектор на лавинае еден вид фотоодектор со добивка, чија структура е прикажана на Слика (Ц). Парот со електронски дупки се здобива со доволно енергија под дејството на електричното поле во регионот на удвојување, за да се судира со атомот, да генерира нови парови на електронски дупки, формираат ефект на лавина и помножете ги не-рамнотежните носачи во материјалот. Во 2013 г. При еквивалентно добивање на излезен сигнал, АПД покажува помал шум и помала темна струја. Во 2016 година, Sun Jianfeng et al. изгради сет од 1570 nm ласерска активна слика за експериментална платформа заснована на фотоодектор на Ingaas Avalanch. Внатрешното коло наАПД фотоодектордоби ехо и директно излезат дигитални сигнали, со што целиот уред го компактен. Експерименталните резултати се прикажани на Сл. (г) и (Е). Слика (г) е физичка фотографија на целта за сликање, а Слика (Е) е тродимензионална слика на растојание. Јасно може да се види дека областа на прозорецот од областа Ц има одредено растојание од длабочина со површина А и Б. Платформата ја реализира ширината на пулсот помал од 10 ns, единечна пулсна енергија (1 ~ 3) MJ прилагодлив, прием на агол на полето на леќи од 2 °, фреквенција на повторување од 1 kHz, сооднос на должност за детектор од околу 60%. Благодарение на внатрешната добивка на фотокурент на АПД, брзата реакција, компактната големина, издржливоста и ниската цена, АПД фотодекторите можат да бидат редослед на големина поголема во стапката на откривање од PIN -фотоодекторите, така што на тековниот мејнстрим лидар главно доминираат фотоодекторите на лавина.

Севкупно, со брзиот развој на технологијата за подготовка на Ingaas дома и во странство, можеме вешто да ги користиме MBE, MOCVD, LPE и други технологии за да подготвиме висококвалитетен епитаксичен слој на Ingaas со голема површина на подлогата INP. Фотодекторите на Ingaas покажуваат мала темна струја и висока реакција, најниската темна струја е помала од 0,75 Pa/μm², максималната реакција е до 0,57 A/W, и има брз минлив одговор (PS нарачка). Идниот развој на фотоодекторите на Ingaas ќе се фокусира на следниве два аспекта: (1) Епитаксискиот слој на Ingaas се одгледува директно на SI супстрат. Во моментов, повеќето од микроелектронските уреди на пазарот се базираат на СИ, а последователниот интегриран развој на ИНГАА и СИ базирана е генералниот тренд. Решавање на проблеми како што се неусогласеност на решетките и разликата на коефициентот на термичка експанзија е клучно за проучување на ИНГАА/СИ; (2) Технологијата на бранова должина од 1550 nm е зрела, а проширената бранова должина (2,0 ~ 2,5) μM е идната насока за истражување. Со зголемувањето на компонентите во компонентите, неусогласеноста на решетките помеѓу подлогата INP и епитаксијалниот слој на INGAAS ќе доведе до посериозна дислокација и дефекти, така што е неопходно да се оптимизираат параметрите на процесот на уредот, да се намалат дефектите на решетките и да се намали темната струја на уредот.