InGaAs ఫోటోడిటెక్టర్ పరిశోధన పురోగతి

పరిశోధన పురోగతిInGaAs ఫోటోడిటెక్టర్

కమ్యూనికేషన్ డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ వాల్యూమ్ యొక్క ఘాతాంక పెరుగుదలతో, ఆప్టికల్ ఇంటర్‌కనెక్షన్ టెక్నాలజీ సాంప్రదాయ ఎలక్ట్రికల్ ఇంటర్‌కనెక్షన్ టెక్నాలజీని భర్తీ చేసింది మరియు మీడియం మరియు లాంగ్-డిస్టెన్స్ తక్కువ-నష్టం హై-స్పీడ్ ట్రాన్స్‌మిషన్‌కు ప్రధాన సాంకేతికతగా మారింది. ఆప్టికల్ రిసీవింగ్ ఎండ్ యొక్క ప్రధాన భాగం వలె,ఫోటోడిటెక్టర్దాని హై-స్పీడ్ పనితీరు కోసం పెరుగుతున్న అధిక అవసరాలను కలిగి ఉంది. వాటిలో, వేవ్‌గైడ్ కపుల్డ్ ఫోటోడెటెక్టర్ పరిమాణంలో చిన్నది, బ్యాండ్‌విడ్త్‌లో అధికం మరియు ఇతర ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలతో చిప్‌లో ఇంటిగ్రేట్ చేయడం సులభం, ఇది హై-స్పీడ్ ఫోటోడెటెక్షన్ యొక్క పరిశోధనా దృష్టి. మరియు నియర్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కమ్యూనికేషన్ బ్యాండ్‌లో అత్యంత ప్రాతినిధ్య ఫోటోడెటెక్టర్‌లు.

InGaAs అనేది అధిక-వేగాన్ని సాధించడానికి అనువైన పదార్థాలలో ఒకటి మరియుఅధిక-ప్రతిస్పందన ఫోటోడిటెక్టర్లు. మొదటగా, InGaAs అనేది ఒక ప్రత్యక్ష బ్యాండ్‌గ్యాప్ సెమీకండక్టర్ పదార్థం, మరియు దాని బ్యాండ్‌గ్యాప్ వెడల్పును In మరియు Ga మధ్య నిష్పత్తి ద్వారా నియంత్రించవచ్చు, ఇది వివిధ తరంగదైర్ఘ్యాల ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌లను గుర్తించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. వాటిలో, In0.53Ga0.47As అనేది InP సబ్‌స్ట్రేట్ లాటిస్‌తో సంపూర్ణంగా సరిపోలింది మరియు ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ బ్యాండ్‌లో చాలా ఎక్కువ కాంతి శోషణ గుణకాన్ని కలిగి ఉంది. ఇది ఫోటోడెటెక్టర్ తయారీలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు అత్యంత అద్భుతమైన డార్క్ కరెంట్ మరియు ప్రతిస్పందనాత్మక పనితీరును కూడా కలిగి ఉంది. రెండవది, InGaAs మరియు InP పదార్థాలు రెండూ సాపేక్షంగా అధిక ఎలక్ట్రాన్ డ్రిఫ్ట్ వేగాలను కలిగి ఉంటాయి, వాటి సంతృప్త ఎలక్ట్రాన్ డ్రిఫ్ట్ వేగాలు రెండూ దాదాపు 1×107cm/s. అదే సమయంలో, నిర్దిష్ట విద్యుత్ క్షేత్రాల కింద, InGaAs మరియు InP పదార్థాలు ఎలక్ట్రాన్ వేగం ఓవర్‌షూట్ ప్రభావాలను ప్రదర్శిస్తాయి, వాటి ఓవర్‌షూట్ వేగాలు వరుసగా 4×107cm/s మరియు 6×107cm/sకి చేరుకుంటాయి. ఇది అధిక క్రాసింగ్ బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను సాధించడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. ప్రస్తుతం, InGaAs ఫోటోడిటెక్టర్లు ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ కోసం అత్యంత ప్రధాన స్రవంతి ఫోటోడిటెక్టర్లు. చిన్న-పరిమాణ, బ్యాక్-ఇన్సిడెంట్ మరియు హై-బ్యాండ్‌విడ్త్ ఉపరితల ఇన్సిడెంట్ డిటెక్టర్లు కూడా అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి, వీటిని ప్రధానంగా అధిక వేగం మరియు అధిక సంతృప్తత వంటి అనువర్తనాల్లో ఉపయోగిస్తారు.

అయితే, వాటి కలపడం పద్ధతుల పరిమితుల కారణంగా, ఉపరితల సంఘటన డిటెక్టర్లు ఇతర ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలతో అనుసంధానించడం కష్టం. అందువల్ల, ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ ఇంటిగ్రేషన్ కోసం పెరుగుతున్న డిమాండ్‌తో, అద్భుతమైన పనితీరు మరియు ఇంటిగ్రేషన్‌కు అనువైన వేవ్‌గైడ్ కపుల్డ్ InGaAs ఫోటోడెటెక్టర్‌లు క్రమంగా పరిశోధన యొక్క కేంద్రంగా మారాయి. వాటిలో, 70GHz మరియు 110GHz యొక్క వాణిజ్య InGaAs ఫోటోడెటెక్టర్ మాడ్యూల్స్ దాదాపు అన్నీ వేవ్‌గైడ్ కపుల్ నిర్మాణాలను స్వీకరిస్తాయి. సబ్‌స్ట్రేట్ పదార్థాలలోని వ్యత్యాసం ప్రకారం, వేవ్‌గైడ్ కపుల్డ్ InGaAs ఫోటోడెటెక్టర్‌లను ప్రధానంగా రెండు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు: INP-ఆధారిత మరియు Si-ఆధారిత. InP సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై ఉన్న మెటీరియల్ ఎపిటాక్సియల్ అధిక నాణ్యతను కలిగి ఉంటుంది మరియు అధిక-పనితీరు గల పరికరాల తయారీకి మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది. అయితే, Si సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై పెరిగిన లేదా బంధించబడిన III-V గ్రూప్ మెటీరియల్‌లకు, InGaAs మెటీరియల్స్ మరియు Si సబ్‌స్ట్రేట్‌ల మధ్య వివిధ అసమతుల్యతల కారణంగా, మెటీరియల్ లేదా ఇంటర్‌ఫేస్ నాణ్యత సాపేక్షంగా పేలవంగా ఉంది మరియు పరికరాల పనితీరులో మెరుగుదలకు ఇప్పటికీ గణనీయమైన స్థలం ఉంది.

ఈ పరికరం క్షీణత ప్రాంత పదార్థంగా InP కి బదులుగా InGaAsP ని ఉపయోగిస్తుంది. ఇది ఎలక్ట్రాన్ల సంతృప్త డ్రిఫ్ట్ వేగాన్ని కొంతవరకు తగ్గించినప్పటికీ, ఇది వేవ్‌గైడ్ నుండి శోషణ ప్రాంతానికి సంఘటన కాంతి సంయోగాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. అదే సమయంలో, InGaAsP N-రకం కాంటాక్ట్ పొర తొలగించబడుతుంది మరియు P-రకం ఉపరితలం యొక్క ప్రతి వైపు ఒక చిన్న గ్యాప్ ఏర్పడుతుంది, ఇది కాంతి క్షేత్రంపై అడ్డంకిని సమర్థవంతంగా పెంచుతుంది. ఇది పరికరం అధిక ప్రతిస్పందనను సాధించడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది.