Araştırma İlerlemesiInGaAs fotodedektörü
İletişim veri iletim hacminin katlanarak artmasıyla birlikte, optik bağlantı teknolojisi geleneksel elektrik bağlantı teknolojisinin yerini almış ve orta ve uzun mesafeli, düşük kayıplı, yüksek hızlı iletim için ana akım teknoloji haline gelmiştir. Optik alıcı ucun temel bileşeni olarak,fotodedektörYüksek hızlı performansı için giderek artan gereksinimler söz konusudur. Bunlar arasında, dalga kılavuzu bağlantılı fotodedektörler küçük boyutlu, yüksek bant genişliğine sahip ve diğer optoelektronik cihazlarla çip üzerine kolayca entegre edilebilir; bu da yüksek hızlı fotodedeksiyonun araştırma odağıdır. Yakın kızılötesi iletişim bandında en temsili fotodedektörlerdir.
InGaAs, yüksek hızlı ve yüksek performanslı üretim elde etmek için ideal malzemelerden biridir.yüksek tepkili fotodedektörler. İlk olarak, InGaAs doğrudan bant aralığına sahip bir yarı iletken malzemedir ve bant aralığı genişliği In ve Ga arasındaki oranla düzenlenebilir, bu da farklı dalga boylarındaki optik sinyallerin algılanmasını sağlar. Bunlar arasında In0.53Ga0.47As, InP alttaş kafesiyle mükemmel bir şekilde eşleşir ve optik iletişim bandında çok yüksek bir ışık emilim katsayısına sahiptir. Fotodetektör hazırlanmasında en yaygın kullanılan malzemedir ve aynı zamanda en üstün karanlık akım ve duyarlılık performansına sahiptir. İkinci olarak, hem InGaAs hem de InP malzemeleri nispeten yüksek elektron sürüklenme hızlarına sahiptir ve doymuş elektron sürüklenme hızları her ikisi de yaklaşık olarak 1×107 cm/s'dir. Bu arada, belirli elektrik alanları altında, InGaAs ve InP malzemeleri elektron hızı aşma etkileri gösterir ve aşma hızları sırasıyla 4×107 cm/s ve 6×107 cm/s'ye ulaşır. Bu, daha yüksek bir geçiş bant genişliği elde etmeye yardımcı olur. Günümüzde, InGaAs fotodedektörleri optik haberleşme için en yaygın kullanılan fotodedektörlerdir. Daha küçük boyutlu, ters ışıklı ve yüksek bant genişliğine sahip yüzeysel ışık dedektörleri de geliştirilmiş olup, bunlar çoğunlukla yüksek hız ve yüksek doygunluk gibi uygulamalarda kullanılmaktadır.
Ancak, kuplaj yöntemlerinin sınırlamaları nedeniyle, yüzey olay dedektörlerinin diğer optoelektronik cihazlarla entegre edilmesi zordur. Bu nedenle, optoelektronik entegrasyona olan talebin artmasıyla birlikte, mükemmel performansa sahip ve entegrasyona uygun dalga kılavuzu kuplajlı InGaAs fotodedektörleri giderek araştırmanın odak noktası haline gelmiştir. Bunlar arasında, 70GHz ve 110GHz'lik ticari InGaAs fotodedektör modüllerinin neredeyse tamamı dalga kılavuzu kuplaj yapılarını benimsemiştir. Alt tabaka malzemelerindeki farka göre, dalga kılavuzu kuplajlı InGaAs fotodedektörleri esas olarak iki türe ayrılabilir: INP bazlı ve Si bazlı. InP alt tabakalar üzerindeki epitaksiyel malzeme yüksek kaliteye sahiptir ve yüksek performanslı cihazların üretimi için daha uygundur. Ancak, Si alt tabakalar üzerinde büyütülen veya yapıştırılan III-V grubu malzemeler için, InGaAs malzemeleri ve Si alt tabakalar arasındaki çeşitli uyumsuzluklar nedeniyle, malzeme veya arayüz kalitesi nispeten düşüktür ve cihazların performansında hala önemli ölçüde iyileştirme alanı vardır.
Cihaz, tükenme bölgesi malzemesi olarak InP yerine InGaAsP kullanır. Elektronların doygunluk kayma hızını bir dereceye kadar azaltsa da, gelen ışığın dalga kılavuzundan emilim bölgesine bağlanmasını iyileştirir. Aynı zamanda, InGaAsP N tipi temas tabakası kaldırılır ve P tipi yüzeyin her iki tarafında küçük bir boşluk oluşarak ışık alanındaki kısıtlamayı etkili bir şekilde artırır. Bu, cihazın daha yüksek bir duyarlılık elde etmesine yardımcı olur.
Gönderi zamanı: 28 Temmuz 2025