Estrikti fotodetektè InGaAs la

Estrikti a nanFotodetektè InGaAs
Depi ane 1980 yo, chèchè yo ap etidye estrikti fotodetektè InGaAs yo, ke nou ka rezime an twa kalite prensipal: metal InGaAs, metal semi-kondiktè.fotodetektè(MSM-PD), InGaAsFotodetektè PIN(PIN-PD), ak InGaAsfotodetektè avalanch(APD-PD). Gen diferans enpòtan nan pwosesis pwodiksyon ak pri fotodetektè InGaAs ki gen diferan estrikti, epi genyen tou diferans enpòtan nan pèfòmans aparèy la.
Dyagram eskematik estrikti fotodetektè metal semi-kondiktè InGaAs la montre nan figi a, ki se yon estrikti espesyal ki baze sou jonksyon Schottky. An 1992, Shi et al. te itilize teknoloji epitaksi faz vapè metal-òganik presyon ba (LP-MOVPE) pou fè kouch epitaksi epi prepare fotodetektè InGaAs MSM. Aparèy la gen yon gwo repons 0.42 A/W nan yon longèdonn 1.3 μm ak yon kouran fènwa mwens pase 5.6 pA/μm² nan 1.5 V. An 1996, chèchè yo te itilize epitaksi gwo bout bwa molekilè faz gaz (GSMBE) pou fè kouch epitaksi InAlAs/InGaAs/InP grandi, ki te montre karakteristik rezistivite wo. Kondisyon kwasans yo te optimize atravè mezi difraksyon reyon X, sa ki te lakòz yon move matche rezo ant kouch InGaAs ak InAlAs nan yon seri 1 × 10⁻³. Kòm rezilta, pèfòmans aparèy la te optimize, ak yon kouran fènwa mwens pase 0.75 pA/μ m² nan 10 V ak yon repons rapid tranzitwa 16 ps nan 5 V. An jeneral, fotodetektè estrikti MSM lan gen yon estrikti senp epi fasil pou entegre, ki montre yon kouran fènwa (nivo pA) ki pi ba, men elektwòd metal la diminye zòn absòpsyon limyè efektif aparèy la, sa ki lakòz yon repons ki pi ba konpare ak lòt estrikti yo.

Fotodetektè PIN InGaAs la gen yon kouch intrinsèque ki mete ant kouch kontak tip P a ak kouch kontak tip N a, jan yo montre nan figi a, ki ogmante lajè rejyon rediksyon an, kidonk gaye plis pè twou elektwon epi fòme yon fotokouran ki pi gwo, kidonk montre yon ekselan konduktivite elektwonik. An 2007, chèchè yo te itilize MBE pou fè kouch tanpon ki ba tanperati grandi, amelyore aspè sifas la epi simonte dezekilib rezo ant Si ak InP. Yo te entegre estrikti PIN InGaAs sou substrats InP lè l sèvi avèk MOCVD, epi repons aparèy la te apeprè 0.57 A/W. An 2011, chèchè yo te itilize fotodetektè PIN pou devlope yon aparèy imaj LiDAR kout distans pou navigasyon, evite obstak/kolizyon, ak deteksyon/rekonesans sib pou ti machin tè san pilòt. Aparèy la te entegre ak yon chip anplifikatè mikwo ond ki pa koute chè, sa ki amelyore rapò siyal-bri fotodetektè PIN InGaAs yo anpil. Sou baz sa a, an 2012, chèchè yo te aplike aparèy imaj LiDAR sa a sou robo, ak yon ranje deteksyon plis pase 50 mèt ak yon rezolisyon ogmante a 256 × 128.
Fotodetektè avalanch InGaAs la se yon kalite fotodetektè ki gen gen, jan yo montre nan dyagram estrikti a. Pè twou elektwon yo jwenn ase enèji anba aksyon chan elektrik la andedan rejyon double a, epi yo fè kolizyon ak atòm yo pou jenere nouvo pè twou elektwon, sa ki fòme yon efè avalanch epi double transpòtè chaj ki pa an ekilib nan materyèl la. An 2013, chèchè yo te itilize MBE pou fè alyaj InGaAs ak InAlAs ki matche ak rezo sou substrats InP, module enèji transpòtè a atravè chanjman nan konpozisyon alyaj, epesè kouch epitaksi, ak dopan, maksimize iyonizasyon elektwochòk pandan y ap minimize iyonizasyon twou. Anba yon gen siyal pwodiksyon ekivalan, APD montre yon bri ki ba ak yon kouran fènwa ki pi ba. An 2016, chèchè yo te konstwi yon platfòm eksperimantal imaj lazè aktif 1570 nm ki baze sou fotodetektè avalanch InGaAs. Sikwi entèn nan...Fotodetektè APDresevwa eko epi voye siyal dijital dirèkteman, sa ki fè tout aparèy la konpak. Rezilta eksperimantal yo montre nan Figi (d) ak (e). Figi (d) se yon foto fizik sib imaj la, epi Figi (e) se yon imaj distans twa dimansyon. Li ka wè klèman ke zòn fenèt nan Zòn C a gen yon sèten distans pwofondè ak Zòn A ak B. Platfòm sa a reyalize yon lajè pulsasyon mwens pase 10 ns, yon enèji pulsasyon sèl reglabl (1-3) mJ, yon ang vizyon 2 ° pou lantiy transmisyon ak resepsyon yo, yon to repetisyon 1 kHz, ak yon sik devwa detektè apeprè 60%. Gras a genyen fotokouran entèn, repons rapid, gwosè konpak, rezistans, ak pri ki ba APD a, fotodetektè APD yo ka reyalize yon to deteksyon ki yon lòd mayitid pi wo pase fotodetektè PIN yo. Se poutèt sa, kounye a, rada lazè endikap la sitou itilize fotodetektè avalanch.