Nhazi nke ihe nchọpụta foto InGaAs

Nhazi nkeNchọpụta foto InGaAs

Kemgbe afọ 1980, ndị nchọpụta nọ n'ụlọ na mba ofesi amụọla usoro nke ihe nchọpụta InGaAs, nke kewara n'ụdị atọ. Ha bụ ihe nchọpụta InGaAs metal-Semiconductor-metal (MSM-PD), ihe nchọpụta PIN InGaAs (PIN-PD), na ihe nchọpụta InGaAs Avalanche (APD-PD). E nwere nnukwu ọdịiche dị na usoro mmepụta na ọnụ ahịa ihe nchọpụta InGaAs nwere usoro dị iche iche, e nwekwara nnukwu ọdịiche dị na arụmọrụ ngwaọrụ.

Metal-semiconductor-metal nke InGaAsihe nchọpụta foto, egosiri na Foto (a), bụ nhazi pụrụ iche dabere na njikọ Schottky. Na 1992, Shi et al. jiri teknụzụ epitaxy nke metal-organic vapor phase dị ala (LP-MOVPE) too akwa epitaxy ma kwadebe InGaAs MSM photodetector, nke nwere A nnukwu nzaghachi nke 0.42 A/W na ogologo ebili mmiri nke 1.3 μm na ugbu a gbara ọchịchịrị dị ala karịa 5.6 pA/ μm² na 1.5 V. Na 1996, zhang et al. jiri gas phase molecular beam epitaxy (GSMBE) too akwa epitaxy InAlAs-InGaAs-InP. Akwa InAlAs gosipụtara njirimara iguzogide dị elu, ọnọdụ uto ahụ ka mma site na nha X-ray diffraction, nke mere na enweghị nkwekọ lattice dị n'etiti akwa InGaAs na InAlAs dị n'ime oke nke 1×10⁻³. Nke a na-eme ka ngwaọrụ rụọ ọrụ nke ọma site na ọkụ ojii dị n'okpuru 0.75 pA/μm² na 10 V na nzaghachi nwa oge ngwa ngwa ruo 16 ps na 5 V. N'ozuzu ya, ihe nchọpụta nhazi MSM dị mfe ma dị mfe ijikọ, na-egosi obere ọkụ ojii (usoro pA), mana elektrọd ígwè ga-ebelata mpaghara mmịpụta ìhè dị irè nke ngwaọrụ ahụ, yabụ nzaghachi ahụ dị ala karịa ihe owuwu ndị ọzọ.

Ihe nchọpụta foto InGaAs PIN na-etinye oyi akwa dị n'ime n'etiti oyi akwa kọntaktị ụdị P na oyi akwa kọntaktị ụdị N, dịka egosiri na Foto (b), nke na-eme ka obosara nke mpaghara mbelata dịkwuo elu, si otú a na-enwu ọtụtụ ụzọ abụọ nke oghere elektrọn ma na-emepụta nnukwu ọkụ eletrik, ya mere o nwere arụmọrụ conduction elektrọn dị mma. Na 2007, A.Poloczek et al. jiri MBE mepụta oyi akwa nchekwa dị ala iji melite oke elu ma merie enweghị nkwekọ lattice dị n'etiti Si na InP. E jiri MOCVD jikọta nhazi PIN InGaAs na substrate InP, nzaghachi nke ngwaọrụ ahụ dịkwa ihe dị ka 0.57A /W. Na 2011, Ụlọ Nyocha Nnyocha Ndị Agha (ALR) jiri ihe nchọpụta foto PIN mụọ ihe onyonyo liDAR maka ịnyagharị, izere ihe mgbochi/mkpọkọ, na nchọpụta/nchọpụta ihe mgbaru ọsọ dị mkpirikpi maka obere ụgbọ ala ala na-enweghị onye ọkwọ ụgbọala, nke ejikọtara ya na obere mgbawa amplifier microwave dị ọnụ ala nke mere ka oke mgbaàmà-na-mkpọtụ nke ihe nchọpụta foto PIN InGaAs dịkwuo mma nke ukwuu. N'ihi nke a, na 2012, ALR jiri onyonyo liDAR a maka rọbọt, nwere oke nchọpụta ihe karịrị m 50 na mkpebi nke 256 × 128.

Ndị InGaAihe nchọpụta foto nke nnukwu ebili mmiribụ ụdị fotodetector nwere uru, nke egosiri na eserese (c). Ụzọ elektrọn-hole na-enweta ike zuru oke n'okpuru ọrụ nke ubi eletriki n'ime mpaghara okpukpu abụọ, ka o wee lụso atọm ọgụ, mepụta ụzọ elektrọn-hole ọhụrụ, mepụta mmetụta oke mmiri, ma mụbaa ndị na-ebu ihe na-abụghị nha nhata na ihe ahụ. Na 2013, George M jiri MBE too lattice alloys InGaAs na InAlAs dakọtara na substrate InP, na-eji mgbanwe na nhazi alloy, ọkpụrụkpụ oyi akwa epitaxial, na doping na ike ebu ibu modulated iji mee ka ionization electroshock dịkwuo elu ebe ọ na-ebelata ionization oghere. Na uru akara mmepụta nhata, APD na-egosi obere mkpọtụ na obere ugbu a gbara ọchịchịrị. Na 2016, Sun Jianfeng et al. wuru otu ikpo okwu nnwale onyonyo laser active 1570 nm dabere na fotodetector InGaAs avalanche. Circuit dị n'ime nkeihe nchọpụta foto APDAnatara ụda olu ma wepụta akara dijitalụ ozugbo, na-eme ka ngwaọrụ ahụ dum dị obere. E gosiri nsonaazụ nnwale ahụ na FIG. (d) na (e). Foto (d) bụ foto anụ ahụ nke ihe mgbaru ọsọ onyonyo, Foto (e) bụkwa onyonyo anya atọ. A pụrụ ịhụ nke ọma na mpaghara windo nke mpaghara c nwere anya omimi ụfọdụ yana mpaghara A na b. Ikpo okwu ahụ na-achọpụta obosara mkpali na-erughị 10 ns, ike mkpali otu (1 ~ 3) mJ a na-agbanwe agbanwe, oghere oghere anya nnata nke 2°, ugboro ugboro nke 1 kHz, oke ọrụ nchọpụta ihe dị ka 60%. N'ihi uru fotocurrent dị n'ime APD, nzaghachi ngwa ngwa, nha dị obere, ogologo oge na ọnụ ala dị ala, ihe nchọpụta foto APD nwere ike ịbụ usoro nke oke dị elu na ọnụego nchọpụta karịa ihe nchọpụta foto PIN, yabụ liDAR bụ isi ugbu a bụ ndị nchọpụta foto avalanche na-achịkwakarị.

N'ozuzu ya, site na mmepe ngwa ngwa nke teknụzụ nkwadebe InGaAs n'ụlọ na mba ofesi, anyị nwere ike iji MBE, MOCVD, LPE na teknụzụ ndị ọzọ mee ihe n'ụzọ nkà iji kwadebe akwa epitaxial InGaAs dị elu nke ukwuu na substrate InP. Ndị nchọpụta foto InGaAs na-egosipụta obere ugbu a gbara ọchịchịrị na nnukwu nzaghachi, obere ugbu a gbara ọchịchịrị dị ala karịa 0.75 pA/μm², oke nzaghachi bụ ruo 0.57 A/W, ma nwee nzaghachi nwa oge ngwa ngwa (usoro ps). Mmepe n'ọdịnihu nke ndị nchọpụta foto InGaAs ga-elekwasị anya n'akụkụ abụọ ndị a: (1) A na-akụ oyi akwa epitaxial InGaAs ozugbo na substrate Si. Ugbu a, ọtụtụ ngwaọrụ microelectronic dị n'ahịa dabere na Si, mmepe agbakwunyere nke InGaAs na Si dabere na ya bụ usoro izugbe. Idozi nsogbu dị ka enweghị nhazi lattice na ọdịiche nke coefficient mgbasa okpomọkụ dị oke mkpa maka ọmụmụ nke InGaAs/Si; (2) Teknụzụ ogologo 1550 nm etoola, ogologo obosara (2.0 ~ 2.5) μm bụ ntụziaka nyocha n'ọdịnihu. Site na mmụba nke ihe ndị dị na In, enweghị nkwekọ lattice dị n'etiti substrate InP na oyi akwa epitaxial InGaAs ga-ebute nnukwu nkwarụ na ntụpọ, yabụ ọ dị mkpa imeziwanye paramita usoro ngwaọrụ, belata ntụpọ lattice, ma belata ọkụ gbara ọchịchịrị nke ngwaọrụ ahụ.