Fuerschungsfortschrëtt vum InGaAs Photodetektor

Fuerschungsfortschrëtt vunInGaAs Photodetektor

Mat dem exponentielle Wuesstem vum Volumen vun der Kommunikatiounsdateniwwerdroung huet d'optesch Verbindungstechnologie déi traditionell elektresch Verbindungstechnologie ersat an ass zur Mainstream-Technologie fir mëttel- a laang Distanziwwerdroung mat geréngem Verloscht an héijer Geschwindegkeet ginn. Als Kärkomponent vum opteschen Empfangsend ass denFotodetektorstellt ëmmer méi héich Ufuerderungen un seng Héichgeschwindegkeetsleistung. Dorënner ass de Wellenleiter-gekoppelte Photodetektor kleng a Gréisst, héich Bandbreet a kann einfach on-Chip mat aneren optoelektroneschen Apparater integréiert ginn, wat de Fuerschungsfokus vun der Héichgeschwindegkeets-Photodetektioun ass. an et sinn déi representativst Photodetektoren am noen Infraroutkommunikatiounsband.

InGaAs ass ee vun den ideale Materialien fir Héichgeschwindegkeet an ...Photodetektoren mat héijer ReaktiounszäitÉischtens ass InGaAs e Hallefleedermaterial mat direkter Bandlück, a seng Bandlückebreet kann duerch d'Verhältnes tëscht In a Ga geregelt ginn, wat d'Detektioun vun optesche Signaler vu verschiddene Wellelängten erméiglecht. Dorënner ass In0.53Ga0.47As perfekt mam InP-Substratgitter iwwereneestëmmt an huet e ganz héije Liichtabsorptiounskoeffizient am optesche Kommunikatiounsband. Et ass dat am meeschte verbreet bei der Virbereedung vu Photodetektoren an huet och déi aussergewéinlechst Leeschtung am Beräich vun der Däischterstroum an der Reaktiounsfäegkeet. Zweetens hunn souwuel InGaAs- wéi och InP-Materialien relativ héich Elektronendriftgeschwindegkeeten, mat hire gesättigte Elektronendriftgeschwindegkeeten, déi ongeféier 1×107cm/s sinn. Mëttlerweil weisen InGaAs- an InP-Materialien ënner spezifeschen elektresche Felder Elektroneniwwerschwemmungseffekter op, mat hire Iwwerschwemmungsgeschwindegkeeten, déi 4×107cm/s respektiv 6×107cm/s erreechen. Dëst ass förderlech fir eng méi héich Kräizungsbandbreet z'erreechen. Am Moment sinn InGaAs-Fotodetektoren déi meescht verbreet Photodetektoren fir optesch Kommunikatioun. Et goufen och méi kleng, Réckfall- a Bandbreet-Uewerflächenincidentdetektoren entwéckelt, déi haaptsächlech an Uwendungen wéi Héichgeschwindegkeet an héich Sättigung benotzt ginn.

Wéinst de Limitatioune vun hire Kopplungsmethoden sinn Uewerflächeninzidenzdetektoren awer schwéier mat aneren optoelektroneschen Apparater z'integréieren. Dofir sinn, mat der wuessender Nofro no optoelektronescher Integratioun, wellenleiter-gekoppelt InGaAs-Fotodetektoren mat exzellenter Leeschtung a gëeegent fir Integratioun lues a lues zum Fokus vun der Fuerschung ginn. Dorënner benotzen kommerziell InGaAs-Fotodetektormoduler mat 70 GHz an 110 GHz bal all Wellenleiter-Kopplungsstrukturen. Jee no dem Ënnerscheed an de Substratmaterialien kënnen wellenleiter-gekoppelt InGaAs-Fotodetektoren haaptsächlech an zwou Zorten agedeelt ginn: INP-baséiert a Si-baséiert. D'Material, dat epitaktesch op InP-Substrater läit, huet eng héich Qualitéit a ass besser gëeegent fir d'Fabrikatioun vun Héichleistungsapparater. Wéinst verschiddenen Ongläichheeten tëscht InGaAs-Materialien a Si-Substrater ass d'Material- oder d'Gruppqualitéit relativ schlecht, an et gëtt nach ëmmer vill Spillraum fir d'Leeschtung vun den Apparater ze verbesseren.

Den Apparat benotzt InGaAsP amplaz vun InP als Material fir d'Ofbauregioun. Obwuel et d'Sättigungsdriftgeschwindegkeet vun den Elektronen bis zu engem gewësse Grad reduzéiert, verbessert et d'Kopplung vum afalenden Liicht vum Wellenleiter an d'Absorptiounsregioun. Gläichzäiteg gëtt d'InGaAsP N-Typ Kontaktschicht ewechgeholl, an et entsteet eng kleng Lück op all Säit vun der P-Typ Uewerfläch, wat d'Aschränkung vum Liichtfeld effektiv erhéicht. Dëst dréit dozou bäi, datt den Apparat eng méi héich Reaktiounsfäegkeet erreecht.