Fauga oInGaAs photo detector
Talu mai le 1980s, o tagata suʻesuʻe i le fale ma fafo na suʻesuʻeina le fausaga o InGaAs photodetectors, lea e masani ona vaevaeina i ni ituaiga se tolu. O latou InGaAs metal-Semicconductor-metal photodetector (MSM-PD), InGaAs PIN Photodetector (PIN-PD), ma InGaAs Avalanche Photodetector (APD-PD). E i ai le eseesega tele i le faiga o le gaosiga ma le tau o InGaAs photodetectors ma fausaga eseese, ma o loʻo i ai foi eseesega tele i le faʻatinoga o masini.
O le InGaAs uamea-semiconductor-metalfa'ailoga ata, o loʻo faʻaalia i le Ata (a), o se fausaga faʻapitoa e faʻavae i luga o le Schottky junction. I le 1992, Shi et al. faʻaaogaina le mamafa o le uʻamea-organic vapor phase epitaxy technology (LP-MOVPE) e tupu ai le epitaxy layers ma saunia InGaAs MSM photodetector, lea ei ai A tali maualuga o le 0.42 A / W i le galu umi o le 1.3 μm ma le pogisa i lalo ifo o le 5.6 pA / μm² i le 1.5 V. i le 1.5 V. fa'aaoga le vaega kasa molecular beam epitaxy (GSMBE) e fa'atupu ai le InAlAs-InGaAs-InP epitaxy layer. O le InAlAs layer na faʻaalia ai le maualuga o le resistivity, ma o tulaga o le tuputupu aʻe na sili ona lelei e ala i le fuaina o le eseesega o le X-ray, ina ia le fetaui le lattice i le va o InGaAs ma InAlAs layers i totonu o le 1 × 10⁻³. O lenei mea e maua ai le faʻaogaina o masini faʻaogaina ma le pogisa i lalo ifo o le 0.75 pA / μm² i le 10 V ma le tali vave vave e oʻo atu i le 16 ps i le 5 V. I le aotelega, o le MSM fausaga photodetector e faigofie ma faigofie ona tuʻufaʻatasia, e faʻaalia ai le maualalo o le pogisa (pA order), ae o le eletise uʻamea o le a faʻaitiitia ai le tali lelei o le malamalama o le masini, o le mea lea e maualalo ai le faʻaogaina o le malamalama o le masini.
O le InGaAs PIN photodetector faʻapipiʻiina se mea faʻapitoa i le va o le P-type contact layer ma le N-type contact layer, e pei ona faʻaalia i le Ata (b), lea e faʻapupulaina ai le lautele o le faʻaleagaina o le itulagi, ma faʻapupulaina ai le tele o paʻu eletise-puu ma fausia ai se ata tele atu, o lea e lelei ai le faʻaogaina o le eletise. I le 2007, A.Poloczek et al. fa'aaoga le MBE e fa'atupu ai se pa'u pa'u maualalo-vevela e fa'aleleia atili ai le ga'a ma fa'ato'ilaloina le lattice mismatch i le va o Si ma InP. MOCVD na faʻaaogaina e tuʻufaʻatasia le InGaAs PIN fausaga i luga o le InP substrate, ma o le tali a le masini e tusa ma le 0.57A / W. I le 2011, na faʻaaogaina ai e le Army Research Laboratory (ALR) ni ata faʻataʻitaʻiga PIN e suʻesuʻe ai se ata o le liDAR mo le faʻataʻitaʻiga, faʻalavelave faʻalavelave / faʻalavelave faʻafuaseʻi, ma le suʻesuʻeina / faʻamatalaga pupuu mo taʻavale laiti e leai ni taʻavale, faʻatasi ma se masini faʻapipiʻi microwave taugofie lea na faʻaleleia atili ai le fuainumera o le faailo-i-piso o le ata o le InGactorAs PIN photode. I luga o lenei faʻavae, i le 2012, na faʻaaogaina ai e le ALR lenei ata o le liDAR mo robots, faʻatasi ai ma le vaʻaia o le sili atu i le 50 m ma le iugafono o le 256 × 128.
Le InGaAsfa'ailoga ata avalancheo se ituaiga photodetector ma maua, o lona fausaga o loʻo faʻaalia i le Ata (c). O le electron-pu paga maua lava le malosi i lalo o le gaioiga o le eletise eletise i totonu o le itulagi faaluaina, ina ia fetoai ma le atoma, maua fou electron-pu paipa, fausia se aafiaga avalanche, ma faateleina le avefeau le paleni i mea. I le 2013, na faʻaaogaina ai e Siaosi M le MBE e faʻatupu ai le lattice e fetaui ma InGaAs ma InAlAs alloys i luga o le InP substrate, e faʻaaoga ai suiga i le tuʻufaʻatasiga uʻamea, epitaxial layer mafiafia, ma le doping e faʻaogaina ai le malosi o le vaʻavaʻa e faʻateleina ai le eletise eletise aʻo faʻaitiitia le faʻaogaina o pu. I le fa'ailoga fa'ailoga fa'atusa tutusa, o le APD o lo'o fa'aalia le pisapisao maualalo ma lalo ifo o le pogisa. I le 2016, Sun Jianfeng et al. fausia se seti o 1570 nm leisa leisa fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga fa'avae fa'avae i luga o le InGaAs avalanche photodetector. O le taamilosaga i totonu oAPD photo detectormaua si'uleo ma fa'asolo sa'o fa'ailo fa'atekinolosi, fa'apipi'i uma le masini. O fa'ai'uga fa'ata'ita'iga o lo'o fa'aalia ile ATA. (d) ma le (e). O le Ata (d) o se ata fa'aletino o le fa'ata'ita'iga fa'atusa, ma le Ata (e) o se ata va'ava'ai tolu-dimensional. E mafai ona va'aia manino o le fa'amalama o le vaega c ei ai se mamao loloto ma le vaega A ma le b. O le tulaga e iloa ai le lautele o le pulupulu e itiiti ifo i le 10 ns, le malosi o le pulupulu tasi (1 ~ 3) mJ fetuutuunai, mauaina o mata tioata Angle o le 2 °, toe fai taimi o 1 kHz, fua faatatau tiute detector e uiga i 60%. Fa'afetai i le APD i totonu photocurrent gain, tali vave, lapopo'a lapopo'a, umi ma tau maualalo, APD photodetectors e mafai ona avea ma se faasologa o le maualuga maualuga atu i le fua faatatau iloa atu nai lo PIN photodetectors, o le mea lea o loʻo i ai nei le liDAR autu e masani ona pulea e avalanche photodetectors.
I le aotelega, faatasi ai ma le televave o le atinaʻeina o tekinolosi sauniuni a InGaA i le fale ma fafo, e mafai ona matou faʻaaogaina ma le poto MBE, MOCVD, LPE ma isi tekinolosi e saunia ai le tele o vaega maualuga InGaAs epitaxial layer i luga o le InP substrate. InGaAs photodetectors o loʻo faʻaalia le maualalo o le pogisa o le taimi nei ma le maualuga o le tali atu, o le pogisa pito i lalo ifo o le 0.75 pA/μm², o le maualuga o le tali e oʻo atu i le 0.57 A/W, ma e vave ona tali atu (ps order). O le lumana'i atina'e o InGaAs photodetectors o le a taula'i atu i vaega nei e lua: (1) InGaAs epitaxial layer o lo'o tupu sa'o ile Si substrate. I le taimi nei, o le tele o masini microelectronic i le maketi o loʻo faʻavae Si, ma o le atinaʻe tuʻufaʻatasia mulimuli ane o InGaAs ma Si faʻavae o le masani masani. O le foia o faʻafitauli e pei ole lattice mismatch ma le faʻalauteleina o le vevela o le eseesega e taua tele mo le suʻesuʻeina o InGaAs / Si; (2) O le tekinolosi 1550 nm wavelength ua matua, ma o le galu umi (2.0 ~ 2.5) μm o le suʻesuʻega i le lumanaʻi. Faatasi ai ma le faateleina o vaega, o le lattice mismatch i le va o le InP substrate ma le InGaAs epitaxial layer o le a taitai atu ai i le sili atu ona ogaoga o le faaletonu ma le faaletonu, o lea e tatau ai ona sili atu le lelei o le faagasologa o le masini, faaitiitia le faaletonu o le lattice, ma faaitiitia le pogisa o le masini.
Taimi meli: Me-06-2024