د InGaAs فوتوډیټیکټر جوړښت

جوړښت دد InGaAs عکس کشف کونکی

د ۱۹۸۰ لسیزې راهیسې، په کور دننه او بهر څیړونکو د InGaAs فوتوډیټیکټرونو جوړښت مطالعه کړی، کوم چې په عمده توګه په دریو ډولونو ویشل شوي دي. دوی د InGaAs فلزي-سیمیکنډکټر-فلزي فوتوډیټیکټر (MSM-PD)، InGaAs PIN فوتوډیټیکټر (PIN-PD)، او InGaAs Avalanche فوتوډیټیکټر (APD-PD) دي. د مختلفو جوړښتونو سره د InGaAs فوتوډیټیکټرونو د جوړولو پروسې او لګښت کې د پام وړ توپیرونه شتون لري، او د وسیلې په فعالیت کې هم لوی توپیرونه شتون لري.

د InGaAs فلزي-سیمیکنډکټر-فلزيد عکس کشف کوونکی، چې په شکل (الف) کې ښودل شوی، د Schottky جنکشن پر بنسټ یو ځانګړی جوړښت دی. په ۱۹۹۲ کې، شی او نورو د ټیټ فشار فلزي-عضوي بخار پړاو ایپیټیکسي ټیکنالوژي (LP-MOVPE) د ایپیټیکسي طبقو د ودې لپاره وکاروله او د InGaAs MSM فوټوډیټیکټر یې چمتو کړ، کوم چې د ۱.۳ μm طول موج کې د ۰.۴۲ A/W لوړ غبرګون او په ۱.۵ V کې د ۵.۶ pA/ μm² څخه کم تیاره جریان لري. په ۱۹۹۶ کې، ژانګ او نورو د ګاز پړاو مالیکولر بیم ایپیټیکسي (GSMBE) د InAlAs-InGaAs-InP ایپیټیکسي طبقې د ودې لپاره وکارول. د InAlAs طبقې لوړ مقاومت لرونکي ځانګړتیاوې وښودلې، او د ودې شرایط د ایکس رې تفاوت اندازه کولو لخوا غوره شوي، نو د InGaAs او InAlAs طبقو ترمنځ د جالیو بې اتفاقي د ۱×۱۰⁻³ په حد کې وه. دا د وسیلې د فعالیت غوره کولو پایله لري چې په 10 V کې د 0.75 pA/μm² څخه ښکته تیاره جریان او په 5 V کې تر 16 ps پورې چټک لنډمهاله غبرګون لري. په ټولیز ډول، د MSM جوړښت فوتوډیټیکټر ساده او د یوځای کولو لپاره اسانه دی، ټیټ تیاره جریان (pA امر) ښیې، مګر د فلزي الکترود به د وسیلې د اغیزمن رڼا جذب ساحه کمه کړي، نو غبرګون د نورو جوړښتونو په پرتله ټیټ دی.

د InGaAs PIN فوتوډیټیکټر د P-ډول تماس طبقې او N-ډول تماس طبقې ترمنځ یو داخلي طبقه داخلوي، لکه څنګه چې په شکل (b) کې ښودل شوي، کوم چې د کمښت سیمې عرض زیاتوي، په دې توګه د الکترون سوري جوړې ډیرې راډیټ کوي او لوی فوتوکرنټ جوړوي، نو دا د الکترون غوره لیږد فعالیت لري. په 2007 کې، A.Poloczek او نورو د MBE څخه کار واخیست ترڅو د ټیټ تودوخې بفر طبقه وده وکړي ترڅو د سطحې ناهموارۍ ښه کړي او د Si او InP ترمنځ د جالیو بې اتفاقۍ له منځه یوسي. MOCVD د InP سبسټریټ کې د InGaAs PIN جوړښت مدغم کولو لپاره کارول شوی و، او د وسیلې غبرګون شاوخوا 0.57A /W و. په 2011 کې، د اردو څیړنې لابراتوار (ALR) د PIN فوتوډیټیکټرونو څخه کار واخیست ترڅو د کوچني بې پیلوټه ځمکنیو وسایطو لپاره د نیویګیشن، خنډ / ټکر مخنیوي، او لنډ واټن هدف کشف / پیژندنې لپاره د liDAR امیجر مطالعه کړي، د ټیټ لګښت مایکروویو امپلیفیر چپ سره مدغم شوی چې د InGaAs PIN فوتوډیټیکټر د سیګنال څخه شور تناسب د پام وړ ښه کړی. په دې اساس، په ۲۰۱۲ کال کې، ALR دا liDAR امیجر د روبوټونو لپاره وکاراوه، چې د کشف رینج یې له ۵۰ مترو څخه ډیر او د ۲۵۶ × ۱۲۸ ریزولوشن سره.

د انګا اېد واورې ښوېدنې عکس کشف کونکید فوټوډیټیکټر یو ډول دی چې ګټه لري، چې جوړښت یې په شکل (ج) کې ښودل شوی. د الکترون-سورې جوړه د دوه ګوني سیمې دننه د بریښنایی ساحې د عمل لاندې کافي انرژي ترلاسه کوي، ترڅو د اتوم سره ټکر وکړي، د الکترون-سورې نوې جوړې رامینځته کړي، د واورې ښویدنې اغیز رامینځته کړي، او په موادو کې غیر متوازن کیریرونه ضرب کړي. په 2013 کې، جورج ایم د MBE څخه کار واخیست ترڅو د InP سبسټریټ کې د جالیو سره سمون لرونکي InGaAs او InAlAs الیاژونو وده وکړي، د الیاژ جوړښت کې بدلونونو، د ایپیټیکسیل پرت ضخامت، او د ماډل شوي کیریر انرژي ته ډوپینګ په کارولو سره د الیکټروشاک آیونیزیشن اعظمي کړي پداسې حال کې چې د سوري آیونیزیشن کموي. د مساوي محصول سیګنال لاسته راوړنې کې، APD ټیټ شور او ټیټ تیاره جریان ښیې. په 2016 کې، سن جیانفینګ او نورو د InGaAs د واورې ښویدنې فوتوډیټیکټر پراساس د 1570 nm لیزر فعال امیجنگ تجربوي پلیټ فارم سیټ جوړ کړ. د داخلي سرکټد APD فوتوډیټیکټرد غږونو ترلاسه کول او په مستقیم ډول ډیجیټل سیګنالونه تولیدول، چې ټول وسیله یې کمپیکټ کوي. تجربوي پایلې په FIG. (d) او (e) کې ښودل شوي. شکل (d) د عکس اخیستنې هدف فزیکي عکس دی، او شکل (e) د درې اړخیز واټن انځور دی. دا په روښانه توګه لیدل کیدی شي چې د ساحې c کړکۍ ساحه د A او b ساحې سره یو ټاکلی ژوروالی لري. پلیټ فارم د نبض پلنوالی له 10 ns څخه کم، د واحد نبض انرژي (1 ~ 3) mJ تنظیم وړ، د 2° د ترلاسه کولو لینز ساحې زاویه، د 1 kHz د تکرار فریکونسۍ، د کشف کونکي دندې تناسب شاوخوا 60٪ احساسوي. د APD داخلي فوتوکرنټ لاسته راوړنې، ګړندي غبرګون، کمپیکټ اندازې، دوام او ټیټ لګښت څخه مننه، د APD فوتوډیټیکټرونه کولی شي د PIN فوتوډیټیکټرونو په پرتله د کشف نرخ کې د اندازې لوړ وي، نو اوسنی اصلي جریان liDAR په عمده توګه د واورې ښویدنې فوتوډیټیکټرونو لخوا تسلط لري.

په ټولیز ډول، په کور دننه او بهر کې د InGaAs چمتو کولو ټیکنالوژۍ د چټک پرمختګ سره، موږ کولی شو په مهارت سره د MBE، MOCVD، LPE او نورو ټیکنالوژیو څخه کار واخلو ترڅو د InP سبسټریټ باندې د لوی ساحې لوړ کیفیت لرونکي InGaAs ایپیټیکسیل پرت چمتو کړو. د InGaAs فوټوډیټیکټرونه ټیټ تیاره جریان او لوړ غبرګون ښیې، ترټولو ټیټ تیاره جریان د 0.75 pA/μm² څخه ټیټ دی، اعظمي غبرګون تر 0.57 A/W پورې دی، او د چټک انتقالي غبرګون (ps امر) لري. د InGaAs فوټوډیټیکټرونو راتلونکی پرمختګ به په لاندې دوو اړخونو تمرکز وکړي: (1) د InGaAs ایپیټیکسیل پرت په مستقیم ډول په Si سبسټریټ کې کرل کیږي. اوس مهال، په بازار کې ډیری مایکرو الیکترونیک وسایل د Si پر بنسټ دي، او د InGaAs او Si پر بنسټ د وروسته مدغم پراختیا عمومي رجحان دی. د InGaAs/Si مطالعې لپاره د جالیو بې اتفاقۍ او د تودوخې پراختیا کوفیفینټ توپیر په څیر ستونزو حل کول خورا مهم دي؛ (۲) د ۱۵۵۰ نانو میتر طول موج ټیکنالوژي پخه شوې ده، او غځول شوی طول موج (۲.۰ ~ ۲.۵) μm د راتلونکي څیړنې لار ده. د In اجزاو د زیاتوالي سره، د InP سبسټریټ او InGaAs ایپیټیکسیل پرت ترمنځ د جالیو بې اتفاقي به د ډیرو جدي بې ځایه کیدو او نیمګړتیاو لامل شي، نو دا اړینه ده چې د وسیلې پروسې پیرامیټرې غوره کړئ، د جالیو نیمګړتیاوې کمې کړئ، او د وسیلې تیاره جریان کم کړئ.