Vysokorychlostní fotodetektory jsou zaváděny společností Ingaas Photodectors

Vysokorychlostní fotodetektory jsou zaváděnyFotodetektory Ingaas

Vysokorychlostní fotodetektoryV oblasti optické komunikace zahrnují hlavně fotodetektory III-V Ingaas a IV plné Si a GE/SI fotodetektory. První z nich je tradiční detektor blízký infračervených, který byl dominantní po dlouhou dobu, zatímco druhý se spoléhá na optickou technologii křemíku, aby se stala vycházející hvězdou, a v posledních letech je horkým místem v oblasti mezinárodního výzkumu optoelektroniky. Kromě toho se nové detektory založené na perovskitu, organických a dvourozměrných materiálech rychle vyvíjejí kvůli výhodám snadného zpracování, dobré flexibilitě a laditelné vlastnosti. Mezi těmito novými detektory a tradičními anorganickými fotodetektory v materiálových vlastnostech a výrobních procesech existují významné rozdíly. Detektory perovskitu mají vynikající vlastnosti absorpce světla a efektivní kapacitu přepravy náboje, detektory organických materiálů se široce používají pro jejich nízké náklady a flexibilní elektrony a dvourozměrné detektory materiálů přitahovaly velkou pozornost díky jejich jedinečným fyzikálním vlastnostem a vysoké pohyblivosti nosiče. Ve srovnání s detektory INGAAS a SI/GE je však nové detektory stále musí být zlepšeny z hlediska dlouhodobé stability, výrobní zralosti a integrace.

Ingaas je jedním z ideálních materiálů pro realizaci vysokorychlostních a vysoce reakčních fotodetektorů. Za prvé, Ingaas je přímý bandgap polovodičový materiál a jeho šířka bandgap může být regulována poměrem mezi IN a GA k dosažení detekce optických signálů různých vlnových délek. Mezi nimi je in0,53GA0.47AS dokonale sladěna se substrátovou mříží INP a má velký koeficient absorpce světla v optickém komunikačním pásmu, který je nejrozšířenější při přípravě na přípravufotodetektory, a výkonný výkon a výkonnost citlivosti je také nejlepší. Za druhé, materiály IngaAS a INP mají vysokou rychlost driftu elektronů a jejich rychlost nasycené elektronové drift je asi 1 × 107 cm/s. Současně mají materiály IngaAS a INP rychlost elektronové rychlosti pod konkrétním elektrickým polem. Překročení rychlosti lze rozdělit na 4 x 107 cm/s a 6 × 107 cm/s, což vede k realizaci větší časově omezené šířky pásma. V současné době je fotodetektorem IngaaS nejvíce běžným fotodetektorem pro optickou komunikaci a metoda spojování povrchu se většinou používá na trhu a bylo realizováno 25 GBAUD/S a 56 GBAUD/S Detektorových produktů na povrch. Byly také vyvinuty menší velikost, incidence zpětného a velké šířky povrchu, které jsou vhodné hlavně pro vysokorychlostní a vysokou saturační aplikace. Sonda povrchové dohody je však omezena jejím vazebním režimem a je obtížné se integrovat s jinými optoelektronickými zařízeními. Proto se zlepšením požadavků na optoelektronickou integraci, vlnovody spojené fotodetektory INGAAS s vynikajícím výkonem a vhodné pro integraci se postupně staly výzkumem, mezi nimiž jsou komerční moduly 70 GHz a 110 GHz INGAAS fotoprobové moduly téměř pomocí vlnových struktur. Podle různých substrátových materiálů lze fotoelektrickou sondu spojovat vlnovod INGAAS rozdělit do dvou kategorií: INP a SI. Epitaxiální materiál na substrátu INP má vysokou kvalitu a je vhodnější pro přípravu vysoce výkonných zařízení. Různé nesoulady mezi materiály III-V, materiály Ingaas a substráty SI však pěstované nebo spojené na substrátech SI vedou k relativně špatné kvalitě materiálu nebo rozhraní a výkon zařízení má stále velký prostor pro zlepšení.