Судалгааны явцInGaAs фото илрүүлэгч
Харилцаа холбооны өгөгдөл дамжуулах хэмжээ экспоненциал өсөхийн хэрээр оптик холболтын технологи нь уламжлалт цахилгаан холболтын технологийг орлож, дунд болон хол зайд бага алдагдалтай өндөр хурдны дамжуулалтын үндсэн технологи болжээ. Оптик хүлээн авагчийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болохын хувьдфото илрүүлэгчөндөр хурдны гүйцэтгэлд тавигдах шаардлага улам бүр нэмэгдсээр байна. Тэдгээрийн дотроос долгион хөтлүүртэй хосолсон фото илрүүлэгч нь жижиг хэмжээтэй, өндөр зурвасын өргөнтэй, бусад оптоэлектроник төхөөрөмжтэй чип дээр нэгтгэхэд хялбар байдаг нь өндөр хурдны фото илрүүлэлтийн судалгааны гол зорилго юм. ба ойрын хэт улаан туяаны холбооны зурваст хамгийн төлөөлөлтэй фото илрүүлэгч юм.
InGaAs бол өндөр хурдтай болонөндөр хариу үйлдэл бүхий фотодетекторууд. Нэгдүгээрт, InGaAs нь шууд дамжлагатай хагас дамжуулагч материал бөгөөд түүний зурвасын өргөнийг In ба Ga хоорондын харьцаагаар зохицуулж, янз бүрийн долгионы урттай оптик дохиог илрүүлэх боломжийг олгодог. Тэдгээрийн дотроос In0.53Ga0.47As нь InP субстратын тортой төгс зохицсон бөгөөд оптик холбооны зурваст маш өндөр гэрэл шингээх коэффициенттэй байдаг. Энэ нь фото детектор бэлтгэхэд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг ба харанхуй гүйдэл, хариу үйлдэл үзүүлэх хамгийн гайхалтай үзүүлэлт юм. Хоёрдугаарт, InGaAs болон InP материалын аль аль нь харьцангуй өндөр электрон шилжилтийн хурдтай бөгөөд тэдгээрийн ханасан электрон шилжилтийн хурд нь ойролцоогоор 1×107см/с байна. Үүний зэрэгцээ, тодорхой цахилгаан талбайн дор InGaAs болон InP материалууд нь электрон хурдыг давах нөлөө үзүүлдэг бөгөөд тэдгээрийн давах хурд нь тус бүр 4×107см/с ба 6×107см/с хүрдэг. Энэ нь огтлолцох зурвасын өргөнийг нэмэгдүүлэхэд тустай. Одоогийн байдлаар InGaAs фото илрүүлэгч нь оптик харилцаа холбооны хамгийн түгээмэл фото илрүүлэгч юм. Жижиг хэмжээтэй, арын ослын болон өндөр зурвасын өргөнтэй гадаргуугийн ослын мэдрэгчийг мөн хөгжүүлсэн бөгөөд ихэвчлэн өндөр хурд, өндөр ханасан зэрэг хэрэглээнд ашигладаг.
Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн холбох аргуудын хязгаарлалтаас шалтгаалан гадаргуугийн ослын мэдрэгчийг бусад оптоэлектроник төхөөрөмжтэй нэгтгэхэд хэцүү байдаг. Тиймээс оптоэлектроник интеграцчлалын эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан маш сайн гүйцэтгэлтэй, интеграцид тохиромжтой долгион хөтлүүр хосолсон InGaAs фотодетекторууд аажмаар судалгааны анхаарлын төвд орж байна. Тэдгээрийн дотроос 70 ГГц ба 110 ГГц-ийн арилжааны InGaAs фото илрүүлэгч модулиуд нь бараг бүгд долгион хөтлүүрийн холболтын бүтцийг ашигладаг. Субстратын материалын ялгаанаас хамааран долгион хөтлүүртэй хосолсон InGaAs фото илрүүлэгчийг INP ба Si-д суурилсан гэсэн хоёр төрөлд ангилж болно. InP субстрат дээрх эпитаксиаль материал нь өндөр чанартай бөгөөд өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд илүү тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч, Si субстрат дээр ургуулсан эсвэл наасан III-V бүлгийн материалын хувьд InGaAs материал болон Si субстратын хооронд янз бүрийн таарахгүйн улмаас материал эсвэл интерфейсийн чанар харьцангуй муу байгаа бөгөөд төхөөрөмжүүдийн гүйцэтгэлийг сайжруулах хангалттай орон зай байсаар байна.
Төхөөрөмж нь хомсдолын бүсийн материал болгон InP-ийн оронд InGaAsP ашигладаг. Хэдийгээр энэ нь электронуудын ханалтын шилжилтийн хурдыг тодорхой хэмжээгээр бууруулдаг ч долгион хөтлүүрээс ирж буй гэрлийн шингээлтийн бүс рүү нийлэх чадварыг сайжруулдаг. Үүний зэрэгцээ InGaAsP N төрлийн контакт давхаргыг арилгаж, P хэлбэрийн гадаргуугийн тал бүр дээр жижиг цоорхой үүсч, гэрлийн талбайн хязгаарлалтыг үр дүнтэй сайжруулдаг. Энэ нь төхөөрөмж илүү өндөр хариу үйлдэл үзүүлэхэд тустай.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 7-р сарын 28