InGaAs 광검출기에 의해 고속 광검출기가 도입되었습니다.

고속 광검출기는 다음과 같이 도입되었습니다.InGaAs 광검출기

고속 광검출기광통신 분야에는 주로 III-V InGaAs 광검출기와 IV full Si 및 Ge/가 포함됩니다.Si 광검출기. 전자는 오랫동안 지배적이었던 전통적인 근적외선 검출기인 반면, 후자는 실리콘 광학 기술에 의존하여 떠오르는 스타가 되었으며 최근 몇 년 동안 국제 광전자공학 연구 분야에서 핫스팟이 되었습니다. 또한 페로브스카이트, 유기 및 2차원 물질을 기반으로 하는 새로운 검출기는 가공이 쉽고 유연성이 뛰어나며 조정 가능한 특성이라는 장점으로 인해 빠르게 발전하고 있습니다. 이러한 새로운 검출기와 기존 무기 광검출기 사이에는 재료 특성과 제조 공정에 상당한 차이가 있습니다. 페로브스카이트 검출기는 우수한 광흡수 특성과 효율적인 전하 수송 능력을 갖고 있으며, 유기물 검출기는 저렴하고 유연한 전자로 인해 널리 사용되고 있으며, 2차원 물질 검출기는 독특한 물리적 특성과 높은 캐리어 이동도로 인해 많은 주목을 받고 있다. 그러나 InGaAs 및 Si/Ge 검출기와 비교하여 새로운 검출기는 장기적인 안정성, 제조 성숙도 및 통합 측면에서 여전히 개선이 필요합니다.

InGaAs는 고속, 고응답 광검출기를 구현하는 데 이상적인 재료 중 하나입니다. 우선, InGaAs는 직접 밴드갭 반도체 재료이며 In과 Ga의 비율에 따라 밴드갭 폭을 조절하여 서로 다른 파장의 광 신호를 감지할 수 있습니다. 그 중 In0.53Ga0.47As는 InP의 기판 격자와 완벽하게 일치하며, 광통신 대역에서 큰 광흡수 계수를 가지며, 이는 제조에 가장 널리 사용됩니다.광검출기, 암전류 및 응답성 성능도 최고입니다. 둘째, InGaAs와 InP 물질은 모두 높은 전자 표류 속도를 가지며, 포화 전자 표류 속도는 약 1×107cm/s입니다. 동시에 InGaAs 및 InP 재료는 특정 전기장에서 전자 속도 오버슈트 효과를 나타냅니다. 오버슈트 속도는 4×107cm/s와 6×107cm/s로 나눌 수 있으며, 이는 더 큰 캐리어 시간 제한 대역폭을 실현하는 데 도움이 됩니다. 현재 InGaAs 광검출기는 광통신용 광검출기 중 가장 주류를 이루고 있으며 시중에는 표면 입사 결합 방식이 대부분 사용되고 있으며 25Gbaud/s 및 56Gbaud/s 표면 입사 검출기 제품이 실현되었습니다. 더 작은 크기, 역 입사 및 넓은 대역폭의 표면 입사 감지기도 개발되었으며, 이는 주로 고속 및 고포화 애플리케이션에 적합합니다. 그러나 표면 입사 프로브는 결합 모드로 인해 제한되며 다른 광전자 장치와 통합하기가 어렵습니다. 따라서 광전자 통합 요구 사항이 향상됨에 따라 성능이 뛰어나고 통합에 적합한 도파관 결합 InGaAs 광검출기가 점차 연구의 초점이 되었으며, 그 중 상용 70GHz 및 110GHz InGaAs 광탐침 모듈은 거의 모두 도파관 결합 구조를 사용하고 있습니다. 다양한 기판 재료에 따라 InGaAs 광전 프로브를 결합하는 도파관은 InP와 Si의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. InP 기판의 에피택셜 재료는 품질이 높으며 고성능 장치 준비에 더 적합합니다. 그러나 III-V 재료, InGaAs 재료 및 Si 기판에서 성장하거나 결합된 Si 기판 사이의 다양한 불일치로 인해 재료 또는 인터페이스 품질이 상대적으로 열악하고 장치 성능은 여전히 ​​개선의 여지가 큽니다.