Ilọsiwaju Iwadi ti InGaAs photodetector

Ilọsiwaju Iwadi tiOlùwádìí fọ́tò InGaAs

Pẹ̀lú ìdàgbàsókè tó pọ̀ sí i ti ìwọ̀n ìgbéjáde ìjíròrò data ìbánisọ̀rọ̀, ìmọ̀ ẹ̀rọ ìbánisọ̀rọ̀ optical ti rọ́pò ìmọ̀ ẹ̀rọ ìbánisọ̀rọ̀ itanna àtijọ́, ó sì ti di ìmọ̀ ẹ̀rọ pàtàkì fún ìgbéjáde iyara gíga tó ní ìpàdánù díẹ̀ àti pípẹ́. Gẹ́gẹ́ bí ohun pàtàkì ti òpin ìgbàjáde optical,olùwádìí fọ́tòÓ ní àwọn ohun tí a nílò fún iṣẹ́ rẹ̀ ní iyàrá gíga. Láàrín wọn, ẹ̀rọ atọ́ka waveguide coupled photodetector kéré ní ìwọ̀n, ó ga ní bandwidth, ó sì rọrùn láti so pọ̀ mọ́ àwọn ẹ̀rọ optoelectronic mìíràn, èyí tí ó jẹ́ àfiyèsí ìwádìí ti photodetection iyara gíga. Wọ́n sì ni àwọn ẹ̀rọ atọ́ka photodetector tí ó ṣojú jùlọ nínú ìpele ìbánisọ̀rọ̀ tí ó súnmọ́ infurarẹẹdi.

InGaAs jẹ ọkan ninu awọn ohun elo to dara julọ fun aṣeyọri iyara giga atiàwọn photodetectors tí wọ́n ń dáhùnpadà gíga. Àkọ́kọ́, InGaAs jẹ́ ohun èlò semiconductor bandgap tààrà, a sì lè ṣe àkóso ìwọ̀n bandgap rẹ̀ nípasẹ̀ ìpíndọ́gba láàrín In àti Ga, èyí tí ó ń jẹ́ kí a rí àwọn àmì opitika ti onírúurú ìgbì omi. Láàrín wọn, In0.53Ga0.47As bá InP substrate lattice mu dáadáa, ó sì ní ìwọ̀n ìfàmọ́ra ìmọ́lẹ̀ gíga nínú ìpele ìbánisọ̀rọ̀ opitika. Ó jẹ́ èyí tí a lò jùlọ nínú ìṣètò photodetector, ó sì tún ní agbára ìṣàn dúdú àti ìṣe ìdáhùnpadà tí ó tayọ jùlọ. Èkejì, àwọn ohun èlò InGaAs àti InP méjèèjì ní iyàrá ìfàmọ́ra electron gíga, pẹ̀lú iyàrá ìfàmọ́ra electron tí ó kún fún wọn, méjèèjì jẹ́ 1×107cm/s. Ní àkókò kan náà, lábẹ́ àwọn pápá iná mànàmáná pàtó, àwọn ohun èlò InGaAs àti InP ń fi àwọn ipa ìfàmọ́ra electron iyara hàn, pẹ̀lú iyàrá ìfàmọ́ra overshoot wọn tí ó dé 4×107cm/s àti 6×107cm/s lẹ́sẹẹsẹ. Ó ń ṣe ìrànlọ́wọ́ láti ṣàṣeyọrí bandwidth crossing tí ó ga jùlọ. Lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn photodetectors InGaAs ni àwọn photodetectors tí ó gbajúmọ̀ jùlọ fún ìbánisọ̀rọ̀ opitika. A ti ṣe agbekalẹ awọn ohun elo wiwa oju-aye ti o kere ju, ti o wa ni ẹhin, ati ti o wa ni iwọn bandwidth giga, ti a lo ni pataki ninu awọn ohun elo bii iyara giga ati itẹlera giga.

Sibẹsibẹ, nitori awọn idiwọn ti awọn ọna asopọpọ wọn, awọn ẹrọ wiwa iṣẹlẹ dada nira lati ṣepọ pẹlu awọn ẹrọ optoelectronic miiran. Nitorinaa, pẹlu iwulo ti n pọ si fun isọpọ optoelectronic, awọn ẹrọ wiwa InGaAs ti a so pọ pẹlu iṣẹ ṣiṣe ti o tayọ ati ti o yẹ fun isọdọkan ti di idojukọ iwadii diẹdiẹ. Lara wọn, awọn modulu ẹrọ wiwa InGaAs ti iṣowo ti 70GHz ati 110GHz fere gbogbo wọn gba awọn ẹya asopọ waveguide. Gẹgẹbi iyatọ ninu awọn ohun elo substrate, awọn ẹrọ wiwa InGaAs ti a so pọ le pin si oriṣi meji: orisun INP ati orisun Si. Awọn ohun elo epitaxial lori awọn substrate InP ni didara giga ati pe o dara julọ fun iṣelọpọ awọn ẹrọ iṣẹ giga. Sibẹsibẹ, fun awọn ohun elo ẹgbẹ III-V ti a dagba tabi ti a so pọ lori awọn substrate Si, nitori awọn aiṣedeede oriṣiriṣi laarin awọn ohun elo InGaAs ati awọn substrate Si, didara ohun elo tabi wiwo ko dara pupọ, ati pe aaye pupọ wa fun ilọsiwaju ninu iṣẹ awọn ẹrọ naa.

Ẹ̀rọ náà ń lo InGaAsP dípò InP gẹ́gẹ́ bí ohun èlò agbègbè ìparẹ́. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ó dín iyàrá ìfàsẹ́yìn ìṣàn àwọn elektroni kù dé àyè kan, ó ń mú kí ìsopọ̀ ìmọ́lẹ̀ ìṣẹ̀lẹ̀ láti inú ìtọ́sọ́nà waveguide sí agbègbè absorption sunwọ̀n sí i. Ní àkókò kan náà, a yọ ìpele ìfọwọ́kàn irú InGaASP N kúrò, a sì ń ṣe àlàfo kékeré ní ẹ̀gbẹ́ méjèèjì ti ojú P-type dada, èyí tí ó ń mú kí ìdíwọ́ lórí pápá ìmọ́lẹ̀ sunwọ̀n sí i. Ó ń mú kí ẹ̀rọ náà ní ìdáhùn gíga sí i.