इनगास फोटोडेटेक्टरची रचना

ची रचनाइनगास फोटोडेटेक्टर

१ 1980 s० च्या दशकापासून, देश -विदेशातील संशोधकांनी इनगास फोटोडेटेक्टर्सच्या संरचनेचा अभ्यास केला आहे, जे प्रामुख्याने तीन प्रकारात विभागले गेले आहेत. ते इनगास मेटल-सेमिकंडक्टर-मेटल फोटोडेटेक्टर (एमएसएम-पीडी), इनगास पिन फोटोडेटेक्टर (पिन-पीडी) आणि इनगास हिमस्खलन फोटोडेटेक्टर (एपीडी-पीडी) आहेत. फॅब्रिकेशन प्रक्रियेमध्ये आणि वेगवेगळ्या रचनांसह आयएनजीएएस फोटोडेटेक्टरची किंमत आणि डिव्हाइसच्या कामगिरीमध्येही चांगले फरक आहेत.

इनगास मेटल-सीमिकंडक्टर-मेटलफोटोडेटेक्टर, आकृती (अ) मध्ये दर्शविलेले, शॉटकी जंक्शनवर आधारित एक विशेष रचना आहे. 1992 मध्ये, शि एट अल. एपिटॅक्सी लेयर्स वाढविण्यासाठी कमी दाब मेटल-ऑर्गेनिक वाष्प फेज एपिटॅक्सी टेक्नॉलॉजी (एलपी-मूव्हपे) वापरला आणि इनगास एमएसएम फोटोडेटेक्टर तयार केला, ज्याची 1.3 μm च्या तरंगलांबी आणि १ 1996 1996 v व्ही. इनलास-इनस-इन-इनप एपिटॅक्सी लेयर वाढविण्यासाठी गॅस फेज आण्विक बीम एपिटॅक्सी (जीएसएमबीई) वापरला. इनलास लेयरने उच्च प्रतिरोधकता वैशिष्ट्ये दर्शविली आणि वाढीची स्थिती एक्स-रे विवर्तन मोजमापाद्वारे अनुकूलित केली गेली, जेणेकरून आयएनजीएएस आणि इनालास थरांमधील जाळीची जुळणी 1 × 10⁻⁻ च्या श्रेणीत होती. याचा परिणाम 10 व्ही वर 0.75 पीए/μm² च्या खाली गडद करंटसह ऑप्टिमाइझ्ड डिव्हाइस कार्यप्रदर्शन आणि 5 व्ही वर 16 पीएस पर्यंत वेगवान क्षणिक प्रतिसाद मिळतो. संपूर्णपणे, एमएसएम स्ट्रक्चर फोटोडेटेक्टर कमी गडद करंट (पीए ऑर्डर) दर्शवित आहे, परंतु मेटल इलेक्ट्रोड डिव्हाइसचा प्रभावी प्रकाश शोषण कमी करेल, म्हणून प्रतिसाद इतर रचनांपेक्षा कमी होईल.

आकृती (बी) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, इनगास पिन फोटोडेटेक्टर पी-टाइप कॉन्टॅक्ट लेयर आणि एन-टाइप कॉन्टॅक्ट लेयर दरम्यान एक आंतरिक थर घालते, ज्यामुळे कमी होण्याच्या प्रदेशाची रुंदी वाढते, ज्यामुळे अधिक इलेक्ट्रॉन-छिद्र जोड्या वाढतात आणि मोठ्या प्रमाणात फोटोकॉर्नंट तयार करतात, म्हणून त्यात उत्कृष्ट इलेक्ट्रॉन कंडक्शन कार्यक्षमता आहे. 2007 मध्ये, ए. पृष्ठभागाची उग्रपणा सुधारण्यासाठी आणि एसआय आणि आयएनपी दरम्यान जाळीच्या जुळणीवर मात करण्यासाठी कमी-तापमान बफर लेयर वाढविण्यासाठी एमबीईचा वापर केला. एमओसीव्हीडीचा वापर आयएनपी सब्सट्रेटवर आयएनजीएएस पिन स्ट्रक्चर समाकलित करण्यासाठी केला गेला आणि डिव्हाइसची प्रतिसाद सुमारे 0.57 ए /डब्ल्यू होती. २०११ मध्ये, सैन्य संशोधन प्रयोगशाळेने (एएलआर) नेव्हिगेशन, अडथळा/टक्कर टाळणे आणि लहान मानवरहित ग्राउंड वाहनांसाठी अल्प-श्रेणीचे लक्ष्य शोधणे/ओळखण्यासाठी पिन फोटोडेटेक्टर्सचा वापर केला, ज्यामुळे कमी किमतीच्या मायक्रोवेव्ह एम्पलीफायर चिपने समाकलित केले. या आधारावर, २०१२ मध्ये, एएलआरने रोबोट्ससाठी हा लिडर इमेजरचा वापर केला, ज्यामध्ये 50 मीटरपेक्षा जास्त शोध श्रेणी आणि 256 × 128 च्या रिझोल्यूशनसह.

इनगासहिमस्खलन फोटोडेटेक्टरएक प्रकारचा फोटोडेटेक्टर आहे ज्याची रचना आकृती (सी) मध्ये दर्शविली आहे. इलेक्ट्रॉन-होल जोडी दुप्पट प्रदेशात इलेक्ट्रिक फील्डच्या क्रियेखाली पुरेशी उर्जा प्राप्त करते, जेणेकरून अणूशी टक्कर होईल, नवीन इलेक्ट्रॉन-छिद्र जोड्या तयार होतील, एक हिमस्खलन प्रभाव तयार होईल आणि सामग्रीमध्ये नॉन-समतोल वाहक गुणाकार करा. २०१ 2013 मध्ये, जॉर्ज एमने एमबीईचा वापर आयएनपी सब्सट्रेटवर लॅटीस जुळलेल्या इंगा आणि इनलास मिश्र धातुंचा वापर केला, मिश्र धातुच्या रचनेत बदल, एपिटॅक्सियल लेयर जाडी आणि होल आयनीकरण कमी करताना जास्तीत जास्त इलेक्ट्रोशॉक आयनीकरण करण्यासाठी मॉड्युलेटेड कॅरियर एनर्जीवर डोपिंग. समतुल्य आउटपुट सिग्नल गेनवर, एपीडी कमी आवाज आणि कमी गडद प्रवाह दर्शवितो. २०१ In मध्ये, सन जिआनफेंग एट अल. इनगास हिमस्खलन फोटोडेटेक्टरवर आधारित 1570 एनएम लेसर अ‍ॅक्टिव्ह इमेजिंग प्रायोगिक प्लॅटफॉर्मचा एक संच तयार केला. च्या अंतर्गत सर्किटएपीडी फोटोडेटेक्टरसंपूर्ण डिव्हाइस कॉम्पॅक्ट बनवून प्रतिध्वनी आणि थेट आउटपुट डिजिटल सिग्नल प्राप्त झाले. प्रायोगिक परिणाम अंजीर मध्ये दर्शविले आहेत. (डी) आणि (ई) आकृती (डी) इमेजिंग लक्ष्याचा एक भौतिक फोटो आहे आणि आकृती (ई) ही त्रिमितीय अंतराची प्रतिमा आहे. हे स्पष्टपणे पाहिले जाऊ शकते की क्षेत्र सी च्या खिडकीच्या क्षेत्रामध्ये क्षेत्र ए आणि बी सह विशिष्ट खोलीचे अंतर आहे. प्लॅटफॉर्मला 10 एनएसपेक्षा कमी पल्स रूंदी, एकल नाडी उर्जा (1 ~ 3) एमजे समायोज्य, 2 ° चे लेन्स फील्ड कोन प्राप्त होते, 1 केएचझेडची पुनरावृत्ती वारंवारता, डिटेक्टर ड्युटीचे प्रमाण सुमारे 60%आहे. एपीडीच्या अंतर्गत फोटोकॉरंट गेन, वेगवान प्रतिसाद, कॉम्पॅक्ट आकार, टिकाऊपणा आणि कमी किंमतीबद्दल धन्यवाद, एपीडी फोटोडेक्टर पिन फोटोडेक्टरपेक्षा शोध दरामध्ये परिमाण जास्त असू शकतात, म्हणून सध्याचे मुख्य प्रवाहात लिडर प्रामुख्याने एव्हॅलॅन्च फोटोडेटेक्टरचे वर्चस्व आहे.

एकंदरीत, आयएनजीएएस तयारी तंत्रज्ञानाच्या वेगवान विकासासह, आम्ही आयएनपी सब्सट्रेटवर मोठ्या प्रमाणात उच्च-गुणवत्तेच्या आयएनजीएएस एपिटॅक्सियल लेयर तयार करण्यासाठी एमबीई, एमओसीव्हीडी, एलपीई आणि इतर तंत्रज्ञानाचा कुशलतेने वापरू शकतो. इनगास फोटोडेटेक्टर्स कमी गडद चालू आणि उच्च प्रतिसादाचे प्रदर्शन करतात, सर्वात कमी गडद प्रवाह 0.75 पीए/μ मी पेक्षा कमी आहे, जास्तीत जास्त प्रतिसादता 0.57 ए/डब्ल्यू पर्यंत आहे आणि त्यास वेगवान क्षणिक प्रतिसाद आहे (पीएस ऑर्डर). आयएनजीएएएस फोटोडेटेक्टर्सच्या भविष्यातील विकासामुळे खालील दोन बाबींवर लक्ष केंद्रित केले जाईल: (१) आयएनजीएएस एपिटॅक्सियल लेयर थेट एसआय सब्सट्रेटवर घेतले जाते. सध्या, बाजारातील बहुतेक मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणे एसआय आधारित आहेत आणि त्यानंतर आयएनजीएएस आणि एसआय आधारित एकात्मिक विकास हा सामान्य ट्रेंड आहे. आयएनजीएएस/सी च्या अभ्यासासाठी जाळीची जुळणी आणि थर्मल विस्तार गुणांक फरक यासारख्या समस्यांचे निराकरण करणे महत्त्वपूर्ण आहे; (२) १5050० एनएम तरंगलांबी तंत्रज्ञान परिपक्व आहे आणि विस्तारित तरंगलांबी (२.० ~ २.)) μ मी ही भविष्यातील संशोधन दिशा आहे. घटकांच्या वाढीसह, आयएनपी सब्सट्रेट आणि आयएनजीएएस एपिटॅक्सियल लेयर दरम्यान जाळीची जुळणी केल्यामुळे अधिक गंभीर विघटन आणि दोष उद्भवू शकतात, म्हणून डिव्हाइस प्रक्रिया पॅरामीटर्स ऑप्टिमाइझ करणे, जाळीचे दोष कमी करणे आणि डिव्हाइस गडद प्रवाह कमी करणे आवश्यक आहे.