ఇంగాస్ ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క నిర్మాణం

యొక్క నిర్మాణంINGAAS ఫోటోడెటెక్టర్

1980 ల నుండి, స్వదేశీ మరియు విదేశాలలో పరిశోధకులు ఇంగాస్ ఫోటోడెటెక్టర్ల నిర్మాణాన్ని అధ్యయనం చేశారు, ఇవి ప్రధానంగా మూడు రకాలుగా విభజించబడ్డాయి. అవి ఇంగాస్ మెటల్-సెమీకండక్టర్-మెటల్ ఫోటోడెటెక్టర్ (MSM-PD), ఇంగాస్ పిన్ ఫోటోడెటెక్టర్ (పిన్-పిడి) మరియు ఇంగాస్ అవలాంచె ఫోటోడెటెక్టర్ (ఎపిడి-పిడి). వేర్వేరు నిర్మాణాలతో కూడిన ఫాబ్రికేషన్ ప్రక్రియ మరియు ఇంగాస్ ఫోటోడెటెక్టర్ల ఖర్చులో గణనీయమైన తేడాలు ఉన్నాయి మరియు పరికర పనితీరులో గొప్ప తేడాలు కూడా ఉన్నాయి.

INGAAS మెటల్-సెమినోండక్టర్-మెటల్ఫోటోడెటెక్టర్, ఫిగర్ (ఎ) లో చూపబడింది, ఇది షాట్కీ జంక్షన్ ఆధారంగా ఒక ప్రత్యేక నిర్మాణం. 1992 లో, షి మరియు ఇతరులు. ఎపిటాక్సీ పొరలను పెంచడానికి మరియు తయారుచేసిన ఇంగాస్ MSM ఫోటోడెటెక్టర్ను పెంచడానికి తక్కువ పీడన మెటల్-ఆర్గానిక్ ఆవిరి దశ ఎపిటాక్సీ టెక్నాలజీ (LP-MOVPE) ఉపయోగించబడింది, ఇది 1.3 μm తరంగదైర్ఘ్యం వద్ద 0.42 A/ W యొక్క అధిక ప్రతిస్పందనను కలిగి ఉంటుంది మరియు 1.5 V. వద్ద 5.6 Pa/ μm² కంటే చీకటి కరెంట్ తక్కువ. ఇనాలాస్-ఇంగాస్-ఇన్పి ఎపిటాక్సీ పొరను పెంచడానికి గ్యాస్ దశ మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ (జిఎస్‌ఎస్‌బిఇ) ఉపయోగించబడింది. ఇనాలాస్ పొర అధిక నిరోధక లక్షణాలను చూపించింది, మరియు వృద్ధి పరిస్థితులు ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ కొలత ద్వారా ఆప్టిమైజ్ చేయబడ్డాయి, తద్వారా ఇంగాస్ మరియు ఇనాలాస్ పొరల మధ్య జాలక అసమతుల్యత 1 × 10⁻³ పరిధిలో ఉంది. ఇది 10 V వద్ద 0.75 PA/μM² కంటే తక్కువ 0.75 PA/μm² కంటే తక్కువ మరియు 5 V వద్ద 16 ps వరకు వేగవంతమైన అస్థిరమైన ప్రతిస్పందనతో ఆప్టిమైజ్ చేసిన పరికర పనితీరును కలిగిస్తుంది. మొత్తం మీద, MSM నిర్మాణం ఫోటోడెటెక్టర్ సరళమైనది మరియు సమగ్రపరచడం సులభం, తక్కువ చీకటి కరెంట్ (PA ఆర్డర్) ను చూపుతుంది, కానీ లోహ ఎలక్ట్రోడ్ పరికరం యొక్క ప్రభావవంతమైన కాంతి శోషణ ప్రాంతాన్ని తగ్గిస్తుంది, కాబట్టి ప్రతిస్పందన ఇతర నిర్మాణాల కంటే తక్కువ.

ఇంగాస్ పిన్ ఫోటోడెటెక్టర్ పి-టైప్ కాంటాక్ట్ లేయర్ మరియు ఎన్-టైప్ కాంటాక్ట్ పొర మధ్య అంతర్గత పొరను చొప్పిస్తుంది, ఇది మూర్తి (బి) లో చూపిన విధంగా, ఇది క్షీణత ప్రాంతం యొక్క వెడల్పును పెంచుతుంది, తద్వారా ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను ప్రసరిస్తుంది మరియు పెద్ద ఫోటోకరెంట్ ఏర్పడుతుంది, కాబట్టి ఇది అద్భుతమైన ఎలక్ట్రాన్ కండక్షన్ పనితీరును కలిగి ఉంటుంది. 2007 లో, ఎ.పోలోక్జెక్ మరియు ఇతరులు. ఉపరితల కరుకుదనాన్ని మెరుగుపరచడానికి మరియు SI మరియు INP ల మధ్య జాలక అసమతుల్యతను అధిగమించడానికి తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత బఫర్ పొరను పెంచడానికి MBE ను ఉపయోగించారు. INP ఉపరితలంపై INGAAS పిన్ నిర్మాణాన్ని అనుసంధానించడానికి MOCVD ఉపయోగించబడింది మరియు పరికరం యొక్క ప్రతిస్పందన సుమారు 0.57A /W. 2011 లో, ఆర్మీ రీసెర్చ్ లాబొరేటరీ (ALR) నావిగేషన్, అడ్డంకి/ఘర్షణ ఎగవేత మరియు చిన్న మానవరహిత గ్రౌండ్ వాహనాల కోసం స్వల్ప-శ్రేణి లక్ష్య గుర్తింపు/గుర్తింపు కోసం ఒక లిడార్ ఇమేజర్‌ను అధ్యయనం చేయడానికి పిన్ ఫోటోడెటెక్టర్లను ఉపయోగించింది, తక్కువ-ధర మైక్రోవేవ్ యాంప్లిఫైయర్ చిప్‌తో అనుసంధానించబడింది, ఇది ఇంగాస్ ఫోటోటెక్టర్ యొక్క సిగ్నల్-టూ-నోస్ రేషియో యొక్క సిగ్నల్-టూనోయిస్ రేషియోను గణనీయంగా మెరుగుపరిచింది. ఈ ప్రాతిపదికన, 2012 లో, ALR ఈ లిడార్ ఇమేజర్‌ను రోబోట్ల కోసం ఉపయోగించింది, గుర్తించే పరిధి 50 మీ కంటే ఎక్కువ మరియు 256 × 128 రిజల్యూషన్.

INGAASఅవలాంచె ఫోటోడెటెక్టర్లాభంతో ఒక రకమైన ఫోటోడెటెక్టర్, దీని నిర్మాణం మూర్తి (సి) లో చూపబడింది. ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జత రెట్టింపు ప్రాంతం లోపల ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ యొక్క చర్యలో తగినంత శక్తిని పొందుతుంది, తద్వారా అణువుతో ide ీకొనడం, కొత్త ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను ఉత్పత్తి చేయడం, అవలాంచె ఎఫెక్ట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది మరియు పదార్థంలో సమతౌల్య క్యారియర్‌లను గుణించండి. 2013 లో, జార్జ్ ఎమ్ ఒక INP ఉపరితలంపై లాటిస్ సరిపోలిన ఇంగాస్ మరియు ఇనాలాస్ మిశ్రమాలను పెంచడానికి MBE ని ఉపయోగించాడు, మిశ్రమం కూర్పు, ఎపిటాక్సియల్ పొర మందం మరియు మాడ్యులేటెడ్ క్యారియర్ ఎనర్జీకి డోపింగ్ ఉపయోగించి ఎలెక్ట్రోషాక్ అయానైజేషన్‌ను పెంచడానికి హోల్ అయానైజేషన్‌ను తగ్గించడం. సమానమైన అవుట్పుట్ సిగ్నల్ లాభం వద్ద, APD తక్కువ శబ్దం మరియు తక్కువ చీకటి ప్రవాహాన్ని చూపిస్తుంది. 2016 లో, సన్ జియాన్ఫెంగ్ మరియు ఇతరులు. ఇంగాస్ అవలాంచె ఫోటోడెటెక్టర్ ఆధారంగా 1570 ఎన్ఎమ్ లేజర్ యాక్టివ్ ఇమేజింగ్ ప్రయోగాత్మక వేదిక సమితిని నిర్మించింది. యొక్క అంతర్గత సర్క్యూట్APD ఫోటోడెటెక్టర్అందుకున్న ప్రతిధ్వనులు మరియు నేరుగా డిజిటల్ సిగ్నల్స్ అవుట్పుట్, మొత్తం పరికరాన్ని కాంపాక్ట్ గా మారుస్తాయి. ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు FIG లో చూపబడ్డాయి. (డి) మరియు (ఇ). మూర్తి (డి) అనేది ఇమేజింగ్ లక్ష్యం యొక్క భౌతిక ఫోటో, మరియు మూర్తి (ఇ) అనేది త్రిమితీయ దూర చిత్రం. ఏరియా సి యొక్క విండో ప్రాంతం A మరియు B లతో ఒక నిర్దిష్ట లోతు దూరం ఉందని స్పష్టంగా చూడవచ్చు. ప్లాట్‌ఫాం 10 ns కన్నా తక్కువ పల్స్ వెడల్పును గ్రహిస్తుంది, సింగిల్ పల్స్ ఎనర్జీ (1 ~ 3) MJ సర్దుబాటు, లెన్స్ ఫీల్డ్ యాంగిల్ 2 of, 1 kHz యొక్క పునరావృత పౌన frequency పున్యం, డిటెక్టర్ డ్యూటీ నిష్పత్తి 60%. APD యొక్క అంతర్గత ఫోటోకరెంట్ లాభం, వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన, కాంపాక్ట్ పరిమాణం, మన్నిక మరియు తక్కువ ఖర్చుతో, APD ఫోటోడెటెక్టర్లు పిన్ ఫోటోడెటెక్టర్ల కంటే గుర్తించే రేటులో ఎక్కువ పరిమాణంలో ఉంటాయి, కాబట్టి ప్రస్తుత ప్రధాన స్రవంతి లిడార్ ప్రధానంగా అవలాశే ఫోటోడెటెక్టర్లచే ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది.

మొత్తంమీద, స్వదేశీ మరియు విదేశాలలో ఇంగాస్ తయారీ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క వేగంగా అభివృద్ధి చెందడంతో, INP ఉపరితలంపై పెద్ద-ప్రాంత అధిక-నాణ్యత ఇంగాస్ ఎపిటాక్సియల్ పొరను సిద్ధం చేయడానికి మేము MBE, MOCVD, LPE మరియు ఇతర సాంకేతికతలను నైపుణ్యంగా ఉపయోగించవచ్చు. ఇంగాస్ ఫోటోడెటెక్టర్లు తక్కువ చీకటి కరెంట్ మరియు అధిక ప్రతిస్పందనను ప్రదర్శిస్తాయి, అతి తక్కువ చీకటి ప్రవాహం 0.75 PA/μm² కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, గరిష్ట ప్రతిస్పందన 0.57 A/W వరకు ఉంటుంది మరియు వేగవంతమైన అస్థిరమైన ప్రతిస్పందన (PS ఆర్డర్) కలిగి ఉంటుంది. INGAAS ఫోటోడెటెక్టర్ల యొక్క భవిష్యత్తు అభివృద్ధి ఈ క్రింది రెండు అంశాలపై దృష్టి పెడుతుంది: (1) INGAAS ఎపిటాక్సియల్ పొర నేరుగా SI ఉపరితలంపై పెరుగుతుంది. ప్రస్తుతం, మార్కెట్లో చాలా మైక్రోఎలెక్ట్రానిక్ పరికరాలు SI ఆధారితమైనవి, మరియు INGAA లు మరియు SI ఆధారిత సమగ్ర అభివృద్ధి సాధారణ ధోరణి. లాటిస్ అసమతుల్యత మరియు ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం వ్యత్యాసం వంటి సమస్యలను పరిష్కరించడం ఇంగాస్/SI యొక్క అధ్యయనానికి చాలా ముఖ్యమైనది; . భాగాల పెరుగుదలతో, INP సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు INGAAS ఎపిటాక్సియల్ పొర మధ్య జాలక అసమతుల్యత మరింత తీవ్రమైన తొలగుట మరియు లోపాలకు దారితీస్తుంది, కాబట్టి పరికర ప్రక్రియ పారామితులను ఆప్టిమైజ్ చేయడం, జాలక లోపాలను తగ్గించడం మరియు పరికర చీకటి ప్రవాహాన్ని తగ్గించడం అవసరం.