Höghastighetsfotodetektorer introduceras av InGaAs fotodetektorer

Höghastighetsfotodetektorer introduceras avInGaAs fotodetektorer

Höghastighetsfotodetektorerinom området optisk kommunikation inkluderar huvudsakligen III-V InGaAs fotodetektorer och IV full Si och Ge/Si fotodetektorer. Den förra är en traditionell nära infraröd detektor, som har varit dominerande under lång tid, medan den senare förlitar sig på optisk kiselteknik för att bli en stigande stjärna, och är en het punkt inom området för internationell optoelektronikforskning de senaste åren. Dessutom utvecklas nya detektorer baserade på perovskit, organiska och tvådimensionella material snabbt på grund av fördelarna med enkel bearbetning, god flexibilitet och avstämbara egenskaper. Det finns betydande skillnader mellan dessa nya detektorer och traditionella oorganiska fotodetektorer i materialegenskaper och tillverkningsprocesser. Perovskite-detektorer har utmärkta ljusabsorptionsegenskaper och effektiv laddningstransportkapacitet, detektorer för organiskt material används i stor utsträckning för sina låga kostnader och flexibla elektroner, och tvådimensionella materialdetektorer har väckt stor uppmärksamhet på grund av sina unika fysiska egenskaper och höga bärarmobilitet. Men jämfört med InGaAs- och Si/Ge-detektorer behöver de nya detektorerna fortfarande förbättras vad gäller långsiktig stabilitet, tillverkningsmognad och integration.

InGaAs är ett av de idealiska materialen för att realisera fotodetektorer med hög hastighet och hög respons. Först och främst är InGaAs ett direkt bandgap-halvledarmaterial, och dess bandgapbredd kan regleras av förhållandet mellan In och Ga för att uppnå detektering av optiska signaler med olika våglängder. Bland dem är In0.53Ga0.47As perfekt matchad med InPs substratgitter och har en stor ljusabsorptionskoefficient i det optiska kommunikationsbandet, vilket är det mest använda vid framställning avfotodetektorer, och den mörka strömmen och lyhördheten är också bäst. För det andra har InGaAs och InP-material båda hög elektrondrifthastighet, och deras mättade elektrondrifthastighet är cirka 1 × 107 cm/s. Samtidigt har InGaAs- och InP-material en elektronhastighetsöverskridande effekt under specifikt elektriskt fält. Överskjutningshastigheten kan delas in i 4×107cm/s och 6×107cm/s, vilket bidrar till att realisera en större operatörs tidsbegränsad bandbredd. För närvarande är InGaAs-fotodetektorn den mest vanliga fotodetektorn för optisk kommunikation, och kopplingsmetoden för ytincidens används mest på marknaden, och 25 Gbaud/s och 56 Gbaud/s ytincidensdetektorprodukter har realiserats. Detektorer för ytincidens av mindre storlek, bakåtfall och stor bandbredd har också utvecklats, vilka främst är lämpliga för tillämpningar med hög hastighet och hög mättnad. Den ytinfallande sonden är emellertid begränsad av dess kopplingsläge och är svår att integrera med andra optoelektroniska enheter. Därför, med förbättringen av optoelektroniska integrationskrav, har vågledarkopplade InGaAs-fotodetektorer med utmärkt prestanda och lämpliga för integration gradvis blivit fokus för forskning, bland vilka de kommersiella 70 GHz- och 110 GHz InGaAs-fotosondsmodulerna nästan alla använder vågledarkopplade strukturer. Beroende på de olika substratmaterialen kan vågledarkopplingen InGaAs fotoelektrisk sond delas in i två kategorier: InP och Si. Det epitaxiella materialet på InP-substratet har hög kvalitet och är mer lämpligt för beredning av högpresterande enheter. Olika missanpassningar mellan III-V-material, InGaAs-material och Si-substrat som odlats eller bundits på Si-substrat leder emellertid till relativt dålig material- eller gränssnittskvalitet, och enhetens prestanda har fortfarande ett stort utrymme för förbättring.

InGaAs-fotodetektorer, Höghastighetsfotodetektorer, fotodetektorer, fotodetektorer med hög respons, optisk kommunikation, optoelektroniska enheter, optisk kiselteknik


Posttid: 2024-12-31