Sebopeho sa InGaAs photodetector

Sebopeho saInGaAs photodetector

Ho tloha lilemong tsa bo-1980, bafuputsi ba malapeng le linaheng tse ling ba ithutile sebopeho sa InGaAs photodetectors, tse arotsoeng haholo-holo ka mefuta e meraro. Ke InGaAs metal-Semiconductor-metal photodetector (MSM-PD), InGaAs PIN Photodetector (PIN-PD), le InGaAs Avalanche Photodetector (APD-PD). Ho na le phapang e kholo ts'ebetsong ea tlhahiso le litšenyehelo tsa InGaAs photodetectors tse nang le mehaho e fapaneng, hape ho na le phapang e kholo ea ts'ebetso ea lisebelisoa.

The InGaAs tšepe-semiconductor-metalphotodetector, e bontšitsoeng Setšoantšong (a), ke mohaho o khethehileng o thehiloeng ho Schottky junction. Ka 1992, Shi et al. e sebelisitse theknoloji e tlase ea khatello ea tšepe-organic vapor phase epitaxy (LP-MOVPE) ho holisa li-epitaxy layers le ho lokisa InGaAs MSM photodetector, e nang le karabelo e phahameng ea 0.42 A/W ka bolelele ba 1.3 μm le hajoale bo lefifi bo tlase ho feta 5.6 pA/ μm² ka 1.5 V. Ka 1996, zhang et al. e sebelisitse gas phase molecular beam epitaxy (GSMBE) ho holisa InAlAs-InGaAs-InP epitaxy layer. Sekhahla sa InAlAs se bontšitse litšobotsi tse phahameng tsa ho hanyetsa, 'me maemo a ho hōla a ile a ntlafatsoa ke tekanyo ea X-ray diffraction, e le hore ho se lumellane ha lattice pakeng tsa InGaAs le InAlAs ho ne ho le ka har'a 1 × 10⁻³. Sena se fella ka ts'ebetso e ntlafalitsoeng ea sesebelisoa se nang le lefifi le lefifi ka tlase ho 0.75 pA/μm² ho 10 V le karabelo ea nakoana e potlakileng ho fihla ho 16 ps ho 5 V. Ka kakaretso, sesebelisoa sa photodetector sa MSM se bonolo ebile se bonolo ho se kopanya, se bonts'a boemo bo lefifi bo tlase (pA). taelo), empa electrode ea tšepe e tla fokotsa sebaka se sebetsang sa ho monya leseli la sesebelisoa, kahoo karabelo e tlase ho feta meaho e meng.

InGaAs PIN photodetector e kenya lera le ka hare pakeng tsa mofuta oa P-mofuta oa ho kopana le oa mofuta oa N, joalo ka ha ho bontšitsoe setšoantšong (b), e leng se eketsang bophara ba sebaka sa ho fokotseha, kahoo se hlahisa lipara tse ngata tsa electron-hole le ho etsa photocurrent e kholoanyane, kahoo e na le ts'ebetso e ntle ea conduction ea elektronike. Ka 2007, A.Poloczek et al. e sebelisitse MBE ho holisa lera la "buffer" la mocheso o tlase ho ntlafatsa ho ba teng ha bokaholimo le ho hlola phapang pakeng tsa Si le InP. MOCVD e ne e sebelisetsoa ho kopanya sebopeho sa PIN sa InGaAs karolong e ka tlaase ea InP, 'me karabelo ea sesebelisoa e ne e ka ba 0.57A / W. Ka 2011, Army Research Laboratory (ALR) e ile ea sebelisa li-photodetectors tsa PIN ho ithuta setšoantšo sa liDAR bakeng sa ho tsamaea, ho qoba litšitiso / ho qoba ho thulana, le ho lemoha sepheo sa nako e khutšoanyane bakeng sa likoloi tse nyenyane tse sa sebetseng, tse kopantsoeng le chip ea microwave amplifier ea theko e tlaase. e ntlafalitse haholo karo-karolelano ea lets'oao-ho-noise ea InGaAs PIN photodetector. Motheong ona, ka 2012, ALR e ile ea sebelisa setšoantšo sena sa liDAR bakeng sa liroboto, tse nang le mefuta e fetang 50 m le qeto ea 256 × 128.

Li-InGaAsAvalanche photodetectorke mofuta oa photodetector e nang le phaello, sebopeho sa eona se bontšitsoeng Setšoantšong (c). Li-electron-hole para li fumana matla a lekaneng tlas'a ts'ebetso ea matla a motlakase ka hare ho sebaka se habeli, e le hore li thulane le athomo, li hlahise lipara tse ncha tsa electron-hole, li thehe phello ea avalanche, 'me li atise bajari ba sa leka-lekaneng linthong. . Ka 2013, George M o ile a sebelisa MBE ho hōlisa lattice e tsamaellanang le InGaAs le InAlAs li-alloys ho InP substrate, a sebelisa liphetoho ho sebopeho sa alloy, epitaxial layer thickness, le doping ho matla a carrier modulated ho eketsa ionization ea electroshock ha e ntse e fokotsa ionization ea lesoba. Ka phaello e lekanang ea tlhahiso, APD e bonts'a lerata le tlase le lefifi le tlase. Ka 2016, Sun Jianfeng et al. e hahile sethala sa liteko sa 1570 nm laser active imaging e thehiloeng ho InGaAs avalanche photodetector. Potoloho ea ka hare eaAPD photodetectore ile ea amohela li-echoes 'me ea hlahisa lipontšo tsa digital ka ho toba, ho etsa hore sesebelisoa sohle se kopane. Liphetho tsa liteko li bontšoa ho FIG. (d) le (e). Setšoantšo (d) ke senepe sa 'mele sa sepheo sa setšoantšo, 'me Setšoantšo (e) ke setšoantšo sa libaka tse tharo. Ho ka bonoa ka ho hlaka hore sebaka sa fensetere sa sebaka sa c se na le sebaka se itseng sa botebo se nang le sebaka sa A le b. Sethala se hlokomela bophara ba pulse ka tlase ho 10 ns, matla a pulse a le mong (1 ~ 3) mJ a fetohang, a amohela lense ea lense Angle ea 2 °, makhetlo a ho pheta-pheta a 1 kHz, tekanyo ea mosebetsi oa detector e ka bang 60%. Ka lebaka la phaello ea ka hare ea APD ea photocurrent, karabelo e potlakileng, boholo ba lik'hamphani, nako e telele le theko e tlaase, li-photodetectors tsa APD e ka ba taelo ea boholo bo phahameng ba ho lemoha ho feta PIN photodetectors, kahoo liDAR e tloaelehileng ea hona joale e laoloa haholo ke li-avalanche photodetectors.

Ka kakaretso, ka tsoelo-pele e potlakileng ea theknoloji ea ho lokisetsa InGaAs lapeng le linaheng tse ling, re ka sebelisa MBE, MOCVD, LPE le mahlale a mang ka boqhetseke ho lokisa sebaka se seholo sa InGaAs epitaxial layer ho InP substrate. Li-photodetectors tsa InGaAs li bonts'a karabelo e tlase e lefifi le e phahameng, boemo bo tlase bo lefifi bo tlase ho 0.75 pA/μm², karabelo e phahameng e fihla ho 0.57 A/W, 'me e na le karabelo ea nakoana e potlakileng (ps odara). Tsoelo-pele ea nakong e tlang ea li-photodetectors tsa InGaAs e tla tsepamisa maikutlo ho lintlha tse peli tse latelang: (1) InGaAs epitaxial layer e lengoa ka ho toba ho Si substrate. Hajoale, lisebelisoa tse ngata tsa microelectronic 'marakeng li thehiloe ho Si,' me nts'etsopele e kopaneng ea InGaAs le Si e thehiloeng ke mokhoa o akaretsang. Ho rarolla mathata a kang ho se tsamaisane ha lattice le phapang ea coefficient ea katoloso ea mocheso ho bohlokoa bakeng sa boithuto ba InGaAs/Si; (2) Theknoloji ea 1550 nm wavelength e se e hōlile, 'me bolelele bo atolositsoeng (2.0 ~ 2.5) μm ke tataiso ea nakong e tlang ea lipatlisiso. Ka keketseho ea Likaroloana, ho se lumellane ha lattice pakeng tsa InP substrate le InGaAs epitaxial layer ho tla lebisa ho dislocation e tebileng le mefokolo, kahoo hoa hlokahala ho ntlafatsa mekhoa ea lisebelisoa tsa lisebelisoa, ho fokotsa mefokolo ea lattice, le ho fokotsa sesebelisoa se lefifi hona joale.