संशोधन प्रगतीInGaAs फोटोडिटेक्टर
संप्रेषण डेटा प्रेषणाच्या प्रमाणात झालेल्या प्रचंड वाढीमुळे, ऑप्टिकल इंटरकनेक्शन तंत्रज्ञानाने पारंपरिक इलेक्ट्रिकल इंटरकनेक्शन तंत्रज्ञानाची जागा घेतली आहे आणि ते मध्यम व लांब अंतराच्या कमी-नुकसानीच्या उच्च-गती प्रेषणासाठी मुख्य प्रवाहातील तंत्रज्ञान बनले आहे. ऑप्टिकल रिसिव्हिंग एंडचा मुख्य घटक म्हणून,फोटोडिटेक्टरत्याच्या उच्च-गती कामगिरीसाठी वाढत्या प्रमाणात उच्च आवश्यकता आहेत. त्यापैकी, वेव्हगाईड कपल्ड फोटोडिटेक्टर आकाराने लहान, उच्च बँडविड्थ असलेला आणि इतर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसह ऑन-चिप एकत्रित करण्यास सोपा आहे, जो उच्च-गती फोटोडिटेक्शनच्या संशोधनाचा केंद्रबिंदू आहे. आणि नियर-इन्फ्रारेड कम्युनिकेशन बँडमधील सर्वात प्रातिनिधिक फोटोडिटेक्टर आहेत.
उच्च गती आणिउच्च-प्रतिसाद फोटोडिटेक्टर्ससर्वप्रथम, InGaAs हे एक डायरेक्ट बँडगॅप सेमीकंडक्टर मटेरियल आहे आणि In व Ga यांच्या गुणोत्तराद्वारे त्याच्या बँडगॅपची रुंदी नियंत्रित केली जाऊ शकते, ज्यामुळे वेगवेगळ्या तरंगलांबीच्या ऑप्टिकल सिग्नल्सचे डिटेक्शन शक्य होते. त्यापैकी, In0.53Ga0.47As हे InP सबस्ट्रेट लॅटिसशी उत्तम प्रकारे जुळते आणि ऑप्टिकल कम्युनिकेशन बँडमध्ये त्याचा प्रकाश शोषण गुणांक (light absorption coefficient) खूप जास्त असतो. फोटोडिटेक्टरच्या निर्मितीमध्ये याचा सर्वाधिक वापर केला जातो आणि त्याची डार्क करंट व रिस्पॉन्सिव्हिटी कामगिरी देखील सर्वात उत्कृष्ट आहे. दुसरे म्हणजे, InGaAs आणि InP या दोन्ही मटेरियल्समध्ये इलेक्ट्रॉन ड्रिफ्ट वेग (electron drift velocities) तुलनेने जास्त असतो, आणि त्यांचा सॅचुरेटेड इलेक्ट्रॉन ड्रिफ्ट वेग अंदाजे 1×10⁷cm/s असतो. त्याच वेळी, विशिष्ट इलेक्ट्रिक फील्ड्सच्या अंतर्गत, InGaAs आणि InP मटेरियल्स इलेक्ट्रॉन वेग ओव्हरशूट इफेक्ट्स (electron velocity overshoot effects) दर्शवतात, ज्यामध्ये त्यांचा ओव्हरशूट वेग अनुक्रमे 4×10⁷cm/s आणि 6×10⁷cm/s पर्यंत पोहोचतो. हे उच्च क्रॉसिंग बँडविड्थ (crossing bandwidth) मिळवण्यासाठी अनुकूल आहे. सध्या, ऑप्टिकल कम्युनिकेशनसाठी InGaAs फोटोडिटेक्टर्स हे सर्वात मुख्य प्रवाहातील फोटोडिटेक्टर्स आहेत. लहान आकाराचे, बॅक-इन्सिडेंट आणि उच्च-बँडविड्थ सरफेस इन्सिडेंट डिटेक्टर देखील विकसित केले गेले आहेत, जे प्रामुख्याने उच्च वेग आणि उच्च सॅचुरेशन यांसारख्या अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जातात.
तथापि, त्यांच्या कपलिंग पद्धतींच्या मर्यादांमुळे, सरफेस इन्सिडेंट डिटेक्टरना इतर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसोबत एकत्रित करणे कठीण आहे. त्यामुळे, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक इंटिग्रेशनच्या वाढत्या मागणीमुळे, उत्कृष्ट कार्यक्षमता असलेले आणि इंटिग्रेशनसाठी योग्य असलेले वेव्हगाइड कपल्ड InGaAs फोटोडिटेक्टर्स हळूहळू संशोधनाचा केंद्रबिंदू बनले आहेत. त्यापैकी, 70GHz आणि 110GHz चे व्यावसायिक InGaAs फोटोडिटेक्टर मॉड्यूल्स जवळजवळ सर्वच वेव्हगाइड कपलिंग स्ट्रक्चर्सचा अवलंब करतात. सबस्ट्रेट मटेरियलमधील फरकानुसार, वेव्हगाइड कपल्ड InGaAs फोटोडिटेक्टर्सचे मुख्यत्वे दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: INP-आधारित आणि Si-आधारित. InP सबस्ट्रेट्सवर एपिटॅक्सियल पद्धतीने वाढवलेले मटेरियल उच्च दर्जाचे असते आणि ते उच्च-कार्यक्षमतेच्या उपकरणांच्या निर्मितीसाठी अधिक योग्य आहे. तथापि, Si सबस्ट्रेट्सवर वाढवलेल्या किंवा जोडलेल्या III-V ग्रुप मटेरियल्सच्या बाबतीत, InGaAs मटेरियल आणि Si सबस्ट्रेट्समधील विविध विसंगतींमुळे, मटेरियल किंवा इंटरफेसचा दर्जा तुलनेने कमी असतो आणि उपकरणांच्या कार्यक्षमतेत सुधारणेला अजूनही बराच वाव आहे.
हे उपकरण डिप्लेशन रिजन मटेरियल म्हणून InP ऐवजी InGaAsP वापरते. यामुळे इलेक्ट्रॉन्सचा सॅचुरेशन ड्रिफ्ट वेग काही प्रमाणात कमी होत असला तरी, वेव्हगाईडमधून ॲबसॉर्प्शन रिजनमध्ये येणाऱ्या प्रकाशाचे कपलिंग सुधारते. त्याच वेळी, InGaAsP N-टाइप कॉन्टॅक्ट लेयर काढून टाकला जातो आणि P-टाइप पृष्ठभागाच्या प्रत्येक बाजूला एक लहान गॅप तयार होतो, ज्यामुळे प्रकाश क्षेत्रावरील नियंत्रण प्रभावीपणे वाढते. हे उपकरणाला उच्च रिस्पॉन्सिव्हिटी प्राप्त करण्यास अनुकूल आहे.
पोस्ट करण्याची वेळ: जुलै-२८-२०२५