高速写真検出器は、INGAASフォトセクターによって導入されます

高速写真検出器が導入されますINGAAS PhotodeTectors

高速フォトセクター光学通信の分野には、主にIII-V ingaasフォトセクターとIVフルSiおよびge/が含まれます。SIフォトセクター。前者は、長い間支配的である伝統的な近赤外の検出器であり、後者はシリコン光学技術に依存して新星になり、近年の国際的なオプトエレクトロニクス研究の分野のホットスポットです。さらに、ペロブスカイト、有機、2次元の材料に基づく新しい検出器は、簡単な処理、柔軟性、調整可能な特性の利点により、急速に発達しています。これらの新しい検出器と、材料特性と製造プロセスにおける従来の無機光検出器の間には、大きな違いがあります。ペロブスカイト検出器は、優れた光吸収特性と効率的な電荷輸送能力を持ち、有機材料検出器は低コストで柔軟な電子に広く使用されており、2次元材料検出器は、独自の物理的特性と高いキャリアの可動性により多くの注目を集めています。ただし、INGAASおよびSI/GE検出器と比較して、長期的な安定性、製造成熟、統合の観点から、新しい検出器を改善する必要があります。

INGAASは、高速および高応答フォトセクターを実現するための理想的な材料の1つです。まず第一に、INGAASは直接的なバンドギャップ半導体材料であり、そのバンドギャップ幅は、異なる波長の光信号の検出を実現するために、INとGAの比率によって調節できます。その中で、IN0.53GA0.47ASはINPの基質格子と完全に一致しており、光学通信帯域で大きな光吸収係数を持っています。光検出器、そして、暗い電流と応答性のパフォーマンスも最適です。第二に、INGAASとINP材料はどちらも高い電子ドリフト速度を持ち、飽和電子ドリフト速度は約1×107 cm/sです。同時に、INGAASとINP材料は、特定の電界の下で電子速度オーバーシュート効果を持っています。オーバーシュート速度は、4×107cm/sと6×107cm/sに分割できます。これは、より大きなキャリアの時間制限帯域幅を実現するのに役立ちます。現在、INGAASの光検出器は光学通信の最も主流の光検出器であり、表面入射カップリング法は主に市場で使用されており、25 GBAUD/Sおよび56 GBAUD/S表面入射検出器産物が実現​​されています。サイズ、背中の発生率、大きな帯域幅の表面入射検出器も開発されており、これは主に高速および高飽和アプリケーションに適しています。ただし、表面入射プローブは結合モードによって制限されており、他の光電子デバイスと統合することは困難です。したがって、光電子統合要件の改善により、優れたパフォーマンスを備えた導波路結合INGAASフォトセクターと統合に適した研究の焦点となり、その中で市販の70 GHzおよび110 GHz INGAASフォトプローブモジュールは、ほとんどすべてが導波路結合構造を使用しています。異なる基質材料によれば、導波路結合INGAAの光電プローブは、INPとSIの2つのカテゴリに分割できます。 INP基板上のエピタキシャル材料は高品質であり、高性能デバイスの調製により適しています。ただし、III-V材料、INGAAS材料、およびSI基板上で栽培または結合したSI基質の間のさまざまな不一致は、比較的低い材料または界面品質につながり、デバイスの性能にはまだ改善のための大きな部屋があります。