Nei Fuerschung iwwer ultradënnen InGaAs Photodetektor

Nei Fuerschung iwwer ultradënnInGaAs Photodetektor
D'Fortschrëtter vun der Kuerzwellen-Infrarout-Bildgebungstechnologie (SWIR) hunn e wesentleche Bäitrag zu Nuetsichtsystemer, industrieller Inspektioun, wëssenschaftlecher Fuerschung a Sécherheetsschutz an anere Beräicher geleescht. Mat der wuessender Nofro fir Detektioun iwwer de siichtbare Liichtspektrum eraus hëlt och d'Entwécklung vu Kuerzwellen-Infrarout-Bildsensoren stänneg zou. Wéi och ëmmer, d'Erreeche vun héijer Opléisung a geräuschere Leeschtungen...Breitspektrum-Fotodetektorsteet nach ëmmer viru ville techneschen Erausfuerderungen. Och wann traditionell InGaAs Kuerzwellen-Infrarout-Fotodetektoren eng exzellent photoelektresch Konversiounseffizienz a Mobilitéit vum Träger opweise kënnen, gëtt et e fundamentale Widdersproch tëscht hire Schlësselleistungsindikatoren an der Struktur vum Apparat. Fir eng méi héich Quanteneffizienz (QE) ze kréien, brauche konventionell Designen eng Absorptiounsschicht (AL) vun 3 Mikrometer oder méi, an dësen strukturellen Design féiert zu verschiddene Problemer.
Fir d'Déckt vun der Absorptiounsschicht (TAL) am InGaAs Kuerzwelleninfrarout ze reduzéierenFotodetektor, ass d'Kompensatioun fir d'Reduktioun vun der Absorptioun bei laange Wellelängten entscheedend, besonnesch wann déi kleng Absorptiounsschichtdicke zu enger onzureichender Absorptioun am laange Wellelängteberäich féiert. Figur 1a illustréiert d'Method fir d'Kompensatioun fir d'Déckt vun der klenger Absorptiounsschicht duerch d'Verlängerung vum opteschen Absorptiounswee. Dës Studie verbessert d'Quanteneffizienz (QE) am Kuerzwelleninfraroutband andeems eng TiOx/Au-baséiert Guided Mode Resonance (GMR) Struktur op der Récksäit vum Apparat agefouert gëtt.

Am Verglach mat traditionelle planare Metallreflexiounsstrukturen kann d'Guidéiert-Modus-Resonanzstruktur verschidde Resonanzabsorptiounseffekter generéieren, wat d'Absorptiounseffizienz vu laangwellege Liicht däitlech verbessert. D'Fuerscher hunn den Design vun de Schlësselparameteren vun der Guidéiert-Modus-Resonanzstruktur, dorënner d'Period, d'Materialzesummesetzung an de Fëllfaktor, duerch d'Rigorious Coupled-Wave-Analyse (RCWA) Method optimiséiert. Dofir behält dësen Apparat ëmmer nach eng effizient Absorptioun am Kuerzwellen-Infraroutband. Andeems se d'Virdeeler vun InGaAs-Materialien ausnotzen, hunn d'Fuerscher och d'Spektralantwort ofhängeg vun der Substratstruktur ënnersicht. D'Reduktioun vun der Déckt vun der Absorptiounsschicht sollt vun enger Reduktioun vum EQE begleet ginn.
Schlussendlech huet dës Fuerschung erfollegräich en InGaAs-Detektor mat enger Déckt vun nëmmen 0,98 Mikrometer entwéckelt, wat méi wéi 2,5 Mol méi dënn ass wéi déi traditionell Struktur. Gläichzäiteg behält en eng Quanteeffizienz vu méi wéi 70% am Wellelängteberäich vun 400-1700 nm. Déi duerchbriechend Leeschtung vum ultradënnen InGaAs-Fotodetektor bitt en neien technesche Wee fir d'Entwécklung vun héichopléisenden, geräischerarmen Breetspektrum-Bildsensoren. Déi séier Transportzäit vum Träger, déi duerch den ultradënnen Strukturdesign mat sech bréngt, soll den elektresche Kräizgang däitlech reduzéieren an d'Äntwertcharakteristike vum Apparat verbesseren. Gläichzäiteg ass déi reduzéiert Apparatstruktur besser gëeegent fir Single-Chip dräidimensional (M3D) Integratiounstechnologie a leet d'Grondlag fir d'Erreeche vu Pixelarrays mat héijer Dicht.