Yüksek hızlı fotodedektörler şu şekilde tanıtılmaktadır:InGaAs fotodedektörleri
Yüksek hızlı fotodedektörlerOptik haberleşme alanında ağırlıklı olarak III-V InGaAs fotodedektörleri ve IV tam Si ve Ge/Si fotodedektörleriBirincisi, uzun süredir baskın olan geleneksel bir yakın kızılötesi dedektördür; ikincisi ise yükselen bir yıldız olmak için silikon optik teknolojisine güvenir ve son yıllarda uluslararası optoelektronik araştırmaları alanında önemli bir noktadır. Ayrıca, perovskit, organik ve iki boyutlu malzemelere dayalı yeni dedektörler, kolay işleme, iyi esneklik ve ayarlanabilir özellikler avantajları nedeniyle hızla gelişmektedir. Bu yeni dedektörler ile geleneksel inorganik fotodedektörler arasında malzeme özellikleri ve üretim süreçleri açısından önemli farklılıklar vardır. Perovskit dedektörler mükemmel ışık emme özelliklerine ve verimli yük taşıma kapasitesine sahiptir, organik malzeme dedektörleri düşük maliyetleri ve esnek elektronları nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır ve iki boyutlu malzeme dedektörleri benzersiz fiziksel özellikleri ve yüksek taşıyıcı hareketliliği nedeniyle büyük ilgi görmüştür. Ancak, InGaAs ve Si/Ge dedektörleri ile karşılaştırıldığında, yeni dedektörlerin uzun vadeli kararlılık, üretim olgunluğu ve entegrasyon açısından hala iyileştirilmesi gerekmektedir.
InGaAs, yüksek hızlı ve yüksek tepkili fotodedektörler üretmek için ideal malzemelerden biridir. Her şeyden önce, InGaAs doğrudan bant aralığına sahip bir yarı iletken malzemedir ve bant aralığı genişliği, farklı dalga boylarındaki optik sinyallerin algılanmasını sağlamak için In ve Ga arasındaki oran ile ayarlanabilir. Bunlar arasında In0.53Ga0.47As, InP'nin alttaş kafesiyle mükemmel bir şekilde uyumludur ve optik iletişim bandında yüksek bir ışık emilim katsayısına sahiptir; bu da en yaygın olarak kullanılan malzemedir.fotodedektörler, ve karanlık akım ve tepki performansı da en iyisidir. İkinci olarak, InGaAs ve InP malzemelerinin her ikisi de yüksek elektron sürüklenme hızına sahiptir ve doymuş elektron sürüklenme hızları yaklaşık 1×107 cm/s'dir. Aynı zamanda, InGaAs ve InP malzemeleri belirli bir elektrik alanı altında elektron hızı aşma etkisine sahiptir. Aşma hızı 4×107 cm/s ve 6×107 cm/s olarak ikiye ayrılabilir; bu da daha büyük bir taşıyıcı zaman sınırlı bant genişliğinin gerçekleştirilmesine elverişlidir. Şu anda, InGaAs fotodedektörü optik iletişim için en yaygın fotodetektördür ve yüzey olay kuplaj yöntemi çoğunlukla piyasada kullanılmaktadır ve 25 Gbaud/s ve 56 Gbaud/s yüzey olay dedektörü ürünleri gerçekleştirilmiştir. Daha küçük boyutlu, geri olay ve büyük bant genişliğine sahip yüzey olay dedektörleri de geliştirilmiştir ve bunlar esas olarak yüksek hız ve yüksek doygunluk uygulamaları için uygundur. Ancak, yüzey olay probu kuplaj modu ile sınırlıdır ve diğer optoelektronik cihazlarla entegre edilmesi zordur. Bu nedenle, optoelektronik entegrasyon gereksinimlerinin iyileştirilmesiyle, mükemmel performansa sahip ve entegrasyona uygun dalga kılavuzu kuplajlı InGaAs fotodedektörler giderek araştırmanın odak noktası haline gelmiştir; bunların arasında ticari 70 GHz ve 110 GHz InGaAs fotoprob modüllerinin neredeyse tamamı dalga kılavuzu kuplajlı yapılar kullanmaktadır. Farklı alt tabaka malzemelerine göre, dalga kılavuzu kuplajlı InGaAs fotoelektrik probu iki kategoriye ayrılabilir: InP ve Si. InP alt tabaka üzerindeki epitaksiyel malzeme yüksek kaliteye sahiptir ve yüksek performanslı cihazların hazırlanması için daha uygundur. Ancak, III-V malzemeleri, InGaAs malzemeleri ve Si alt tabakalar üzerinde büyütülen veya bağlanan Si alt tabakalar arasındaki çeşitli uyumsuzluklar nispeten zayıf malzeme veya arayüz kalitesine yol açar ve cihazın performansında hala büyük bir iyileştirme alanı vardır.
Gönderim zamanı: 31 Aralık 2024