యొక్క నిర్మాణంInGaAs ఫోటోడెటెక్టర్
1980ల నుండి, స్వదేశంలో మరియు విదేశాలలో పరిశోధకులు InGaAs ఫోటోడెటెక్టర్ల నిర్మాణాన్ని అధ్యయనం చేశారు, వీటిని ప్రధానంగా మూడు రకాలుగా విభజించారు. అవి InGaAs మెటల్-సెమీకండక్టర్-మెటల్ ఫోటోడెటెక్టర్ (MSM-PD), InGaAs PIN ఫోటోడెటెక్టర్ (PIN-PD), మరియు InGaAs అవలాంచె ఫోటోడెటెక్టర్ (APD-PD). వివిధ నిర్మాణాలతో InGaAs ఫోటోడెటెక్టర్ల తయారీ ప్రక్రియ మరియు ధరలో గణనీయమైన తేడాలు ఉన్నాయి మరియు పరికర పనితీరులో కూడా గొప్ప తేడాలు ఉన్నాయి.
InGaAs మెటల్-సెమీకండక్టర్-మెటల్ఫోటో డిటెక్టర్, మూర్తి (a)లో చూపబడింది, ఇది షాట్కీ జంక్షన్ ఆధారంగా ఒక ప్రత్యేక నిర్మాణం. 1992లో, షి మరియు ఇతరులు. ఎపిటాక్సీ పొరలను పెంచడానికి తక్కువ పీడన మెటల్-ఆర్గానిక్ ఆవిరి దశ ఎపిటాక్సీ సాంకేతికతను (LP-MOVPE) ఉపయోగించింది మరియు InGaAs MSM ఫోటోడెటెక్టర్‌ను సిద్ధం చేసింది, ఇది 1.3 μm తరంగదైర్ఘ్యం వద్ద 0.42 A/W అధిక ప్రతిస్పందనను మరియు 5.6 pA/ కంటే తక్కువ డార్క్ కరెంట్‌ను కలిగి ఉంటుంది. 1.5 V వద్ద μm². 1996లో, జాంగ్ మరియు ఇతరులు. InAlAs-InGaAs-InP ఎపిటాక్సీ లేయర్‌ని పెంచడానికి గ్యాస్ ఫేజ్ మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ (GSMBE)ని ఉపయోగించారు. InAlAs పొర అధిక రెసిస్టివిటీ లక్షణాలను చూపించింది మరియు పెరుగుదల పరిస్థితులు X- రే డిఫ్రాక్షన్ కొలత ద్వారా ఆప్టిమైజ్ చేయబడ్డాయి, తద్వారా InGaAs మరియు InAlAs లేయర్‌ల మధ్య లాటిస్ అసమతుల్యత 1×10⁻³ పరిధిలో ఉంది. ఇది 10 V వద్ద 0.75 pA/μm² కంటే తక్కువ డార్క్ కరెంట్‌తో ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన పరికరం పనితీరును మరియు 5 V వద్ద 16 ps వరకు వేగవంతమైన తాత్కాలిక ప్రతిస్పందనను కలిగిస్తుంది. మొత్తం మీద, MSM స్ట్రక్చర్ ఫోటోడెటెక్టర్ తక్కువ డార్క్ కరెంట్ (pA) చూపడం సులభం మరియు ఇంటిగ్రేట్ చేయడం సులభం. ఆర్డర్), కానీ మెటల్ ఎలక్ట్రోడ్ పరికరం యొక్క ప్రభావవంతమైన కాంతి శోషణ ప్రాంతాన్ని తగ్గిస్తుంది, కాబట్టి ప్రతిస్పందన ఇతర నిర్మాణాల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.
InGaAs PIN ఫోటోడెటెక్టర్ P-టైప్ కాంటాక్ట్ లేయర్ మరియు N-టైప్ కాంటాక్ట్ లేయర్ మధ్య ఒక అంతర్గత పొరను చొప్పిస్తుంది, ఇది మూర్తి (b)లో చూపిన విధంగా, క్షీణత ప్రాంతం యొక్క వెడల్పును పెంచుతుంది, తద్వారా ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను ప్రసరింపజేస్తుంది మరియు ఒక పెద్ద ఫోటోకరెంట్, కాబట్టి ఇది అద్భుతమైన ఎలక్ట్రాన్ ప్రసరణ పనితీరును కలిగి ఉంటుంది. 2007లో, A.Poloczek et al. ఉపరితల కరుకుదనాన్ని మెరుగుపరచడానికి మరియు Si మరియు InP మధ్య లాటిస్ అసమతుల్యతను అధిగమించడానికి తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత బఫర్ పొరను పెంచడానికి MBEని ఉపయోగించారు. InP సబ్‌స్ట్రేట్‌లో InGaAs PIN నిర్మాణాన్ని ఏకీకృతం చేయడానికి MOCVD ఉపయోగించబడింది మరియు పరికరం యొక్క ప్రతిస్పందన 0.57A /W. 2011లో, ఆర్మీ రీసెర్చ్ లాబొరేటరీ (ALR) తక్కువ-ధర మైక్రోవేవ్ యాంప్లిఫైయర్ చిప్‌తో అనుసంధానించబడిన నావిగేషన్, అడ్డంకి/కొద్దీ ఎగవేత మరియు చిన్న మానవరహిత గ్రౌండ్ వెహికల్స్ కోసం స్వల్ప-శ్రేణి లక్ష్య గుర్తింపు/గుర్తింపు కోసం లిడార్ ఇమేజర్‌ను అధ్యయనం చేయడానికి పిన్ ఫోటోడెటెక్టర్‌లను ఉపయోగించింది. InGaAs PIN ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తిని గణనీయంగా మెరుగుపరిచింది. దీని ఆధారంగా, 2012లో, ALR ఈ liDAR ఇమేజర్‌ని రోబోట్‌ల కోసం ఉపయోగించింది, 50 m కంటే ఎక్కువ డిటెక్షన్ పరిధి మరియు 256 × 128 రిజల్యూషన్ ఉంటుంది.
InGaAలుహిమపాతం ఫోటోడెటెక్టర్లాభంతో ఒక రకమైన ఫోటోడెటెక్టర్, దీని నిర్మాణం మూర్తి (సి)లో చూపబడింది. ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జత రెట్టింపు ప్రాంతంలోని విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్యలో తగినంత శక్తిని పొందుతుంది, తద్వారా అణువుతో ఢీకొట్టడం, కొత్త ఎలక్ట్రాన్-రంధ్ర జతలను ఉత్పత్తి చేయడం, ఆకస్మిక ప్రభావాన్ని ఏర్పరుస్తుంది మరియు పదార్థంలోని సమతౌల్య వాహకాలను గుణించడం . 2013లో, జార్జ్ M ఒక InP సబ్‌స్ట్రేట్‌లో లాటిస్ సరిపోలిన InGaAs మరియు InAlAs మిశ్రమాలను పెంచడానికి MBEని ఉపయోగించారు, అల్లాయ్ కూర్పులో మార్పులు, ఎపిటాక్సియల్ లేయర్ మందం మరియు హోల్ అయనీకరణను తగ్గించేటప్పుడు ఎలక్ట్రోషాక్ అయనీకరణను పెంచడానికి మాడ్యులేటెడ్ క్యారియర్ ఎనర్జీకి డోపింగ్‌ను ఉపయోగించారు. సమానమైన అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్ లాభం వద్ద, APD తక్కువ శబ్దం మరియు తక్కువ డార్క్ కరెంట్‌ని చూపుతుంది. 2016లో, సన్ జియాన్‌ఫెంగ్ మరియు ఇతరులు. InGaAs అవలాంచ్ ఫోటోడెటెక్టర్ ఆధారంగా 1570 nm లేజర్ యాక్టివ్ ఇమేజింగ్ ప్రయోగాత్మక ప్లాట్‌ఫారమ్‌ను రూపొందించింది. యొక్క అంతర్గత సర్క్యూట్APD ఫోటోడెటెక్టర్ప్రతిధ్వనులను అందుకుంది మరియు నేరుగా డిజిటల్ సిగ్నల్‌లను అవుట్‌పుట్ చేస్తుంది, ఇది మొత్తం పరికరాన్ని కాంపాక్ట్ చేస్తుంది. ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు FIGలో చూపబడ్డాయి. (డి) మరియు (ఇ). Figure (d) అనేది ఇమేజింగ్ లక్ష్యం యొక్క భౌతిక ఫోటో, మరియు Figure (e) అనేది త్రిమితీయ దూర చిత్రం. ప్రాంతం c యొక్క విండో ప్రాంతం A మరియు b ప్రాంతంతో నిర్దిష్ట లోతు దూరాన్ని కలిగి ఉన్నట్లు స్పష్టంగా చూడవచ్చు. ప్లాట్‌ఫారమ్ పల్స్ వెడల్పు 10 ns కంటే తక్కువ, సింగిల్ పల్స్ ఎనర్జీ (1 ~ 3) mJ సర్దుబాటు చేయగలదు, లెన్స్ ఫీల్డ్ యాంగిల్ 2° స్వీకరించడం, పునరావృత ఫ్రీక్వెన్సీ 1 kHz, డిటెక్టర్ డ్యూటీ రేషియో సుమారు 60%. APD యొక్క అంతర్గత ఫోటోకరెంట్ లాభం, వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన, కాంపాక్ట్ పరిమాణం, మన్నిక మరియు తక్కువ ధరకు ధన్యవాదాలు, APD ఫోటోడెటెక్టర్‌లు PIN ఫోటోడెటెక్టర్ల కంటే గుర్తించే రేటులో ఎక్కువ పరిమాణంలో ఉంటాయి, కాబట్టి ప్రస్తుత ప్రధాన స్రవంతి liDAR ప్రధానంగా అవలాంచ్ ఫోటోడెటెక్టర్‌లచే ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది.
మొత్తంమీద, స్వదేశంలో మరియు విదేశాలలో InGaAs తయారీ సాంకేతికత యొక్క వేగవంతమైన అభివృద్ధితో, మేము InP సబ్‌స్ట్రేట్‌పై పెద్ద-ఏరియా అధిక-నాణ్యత InGaAs ఎపిటాక్సియల్ లేయర్‌ను సిద్ధం చేయడానికి MBE, MOCVD, LPE మరియు ఇతర సాంకేతికతలను నైపుణ్యంగా ఉపయోగించవచ్చు. InGaAs ఫోటోడెటెక్టర్‌లు తక్కువ డార్క్ కరెంట్ మరియు అధిక ప్రతిస్పందనను ప్రదర్శిస్తాయి, అత్యల్ప డార్క్ కరెంట్ 0.75 pA/μm² కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, గరిష్ట ప్రతిస్పందన 0.57 A/W వరకు ఉంటుంది మరియు వేగవంతమైన తాత్కాలిక ప్రతిస్పందనను కలిగి ఉంటుంది (ps ఆర్డర్). InGaAs ఫోటోడెటెక్టర్ల యొక్క భవిష్యత్తు అభివృద్ధి క్రింది రెండు అంశాలపై దృష్టి పెడుతుంది: (1) InGaAs ఎపిటాక్సియల్ పొర నేరుగా Si సబ్‌స్ట్రేట్‌పై పెరుగుతుంది. ప్రస్తుతం, మార్కెట్‌లోని చాలా మైక్రోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు Si ఆధారితమైనవి మరియు InGaAs మరియు Si ఆధారిత తదుపరి సమగ్ర అభివృద్ధి సాధారణ ధోరణి. InGaAs/Si అధ్యయనానికి లాటిస్ అసమతుల్యత మరియు ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం వ్యత్యాసం వంటి సమస్యలను పరిష్కరించడం చాలా కీలకం; (2) 1550 nm తరంగదైర్ఘ్యం సాంకేతికత పరిపక్వం చెందింది మరియు విస్తరించిన తరంగదైర్ఘ్యం (2.0 ~ 2.5) μm భవిష్యత్ పరిశోధన దిశ. ఇన్ కాంపోనెంట్‌ల పెరుగుదలతో, InP సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు InGaAs ఎపిటాక్సియల్ లేయర్ మధ్య లాటిస్ అసమతుల్యత మరింత తీవ్రమైన స్థానభ్రంశం మరియు లోపాలకు దారి తీస్తుంది, కాబట్టి పరికర ప్రక్రియ పారామితులను ఆప్టిమైజ్ చేయడం, లాటిస్ లోపాలను తగ్గించడం మరియు పరికరం డార్క్ కరెంట్‌ను తగ్గించడం అవసరం.
పోస్ట్ సమయం: మే-06-2024