Vysokorýchlostné fotodetektory zavádzajú fotodetektory InGAAS

Vysokorýchlostné fotodetektory sú zavedenéIngaas fotodetektory

Vysokorýchlostné fotodetektoryV oblasti optickej komunikácie zahŕňajú hlavne III-V ingaas fotodetektory a IV plné Si a ge/SI fotodetektory. Prvý z nich je tradičným blízkym infračerveným detektorom, ktorý je už dlho dominantný, zatiaľ čo druhý sa spolieha na kremíkovú optickú technológiu, ktorá sa stane rastúcou hviezdou, a v posledných rokoch je horúcim miestom v oblasti medzinárodného výskumu optoelektroniky. Okrem toho sa nové detektory založené na perovskite, organických a dvojrozmerných materiáloch vyvíjajú rýchlo v dôsledku výhod ľahkého spracovania, dobrého flexibility a laditeľných vlastností. Medzi týmito novými detektormi a tradičnými anorganickými fotodetektormi v vlastnostiach materiálov a výrobných procesov existujú významné rozdiely. Detektory perovskitu majú vynikajúce charakteristiky absorpcie svetla a účinnú prepravnú kapacitu náboja, detektory organických materiálov sa široko používajú pre svoje nízke náklady a flexibilné elektróny a detektory materiálov v dvojrozmerných materiáloch priťahovali veľkú pozornosť kvôli ich jedinečným fyzikálnym vlastnostiam a vysokej mobilite nosičov. V porovnaní s detektormi InGAA a SI/GE sa však nové detektory stále musia zlepšiť, pokiaľ ide o dlhodobú stabilitu, výrobnú splatnosť a integráciu.

Ingaas je jedným z ideálnych materiálov na realizáciu fotodetektorov vysokej rýchlosti a vysokej odozvy. Po prvé, InGAAS je priamy polovodičový materiál Bandgap a jeho šírka pásma môže byť regulovaná pomerom medzi In a GA, aby sa dosiahla detekcia optických signálov rôznych vlnových dĺžok. Medzi nimi je IN0.53GA0.47AS dokonale zladený s substrátovou mriežkou INP a má veľký koeficient absorpcie svetla v optickom komunikačnom pásme, ktorý je najčastejšie používaný pri prípravefotodetektorya výkonnosť temného prúdu a reakcie je tiež najlepšia. Po druhé, materiály InGAA a INP majú vysokú rýchlosť driftu elektrónov a ich nasýtená rýchlosť driftu elektrónov je asi 1 x 107 cm/s. Zároveň majú materiály InGAA a INP v rámci konkrétneho elektrického poľa účinok prekročenia rýchlosti elektrónov. Rýchlosť prekročenia sa dá rozdeliť na 4 x 107 cm/s a 6 × 107 cm/s, čo vedie k realizácii väčšej časovo obmedzenej šírky pásma nosiča. V súčasnosti je fotodetektor InGAAS najdôležitejším fotodetektorom pre optickú komunikáciu a metóda spojenia povrchového výskytu sa väčšinou používa na trhu a realizovalo sa výrobky detektora povrchového výskytu GBAud/S a 56 GBAud/S. Boli tiež vyvinuté menšie veľkosti, výskyt zadnej časti a veľké detektory výskytu šírky pásma, ktoré sú vhodné hlavne pre aplikácie vysokej rýchlosti a vysokej saturácie. Sonda povrchovej udalosti je však obmedzená svojím režimom spojenia a je ťažké sa integrovať s inými optoelektronickými zariadeniami. Preto so zlepšením požiadaviek na optoelektronickú integráciu sa fotodetektory InGAAS v spojení s vlnovodom s vynikajúcim výkonom a vhodné na integráciu sa postupne stali zameraním na výskum, medzi ktorými sa komerčné moduly 70 GHz a 110 GHz VAAS PhotoProbe moduly takmer používajú. Podľa rôznych substrátových materiálov je možné vlnovodnú väzbu Ingaas fotoelektrická sonda rozdeliť do dvoch kategórií: Inp a SI. Epitaxiálny materiál na substráte Inp má vysokú kvalitu a je vhodnejší na prípravu vysokovýkonných zariadení. Rôzne nesúlady medzi materiálmi III-V, materiálmi InGAAS a SI substrátov pestovaných alebo spojenými s substrátmi SI však vedú k relatívne slabej kvalite materiálu alebo rozhrania a výkon zariadenia má stále veľký priestor na zlepšenie.