최신 연구눈사태 광검출기
적외선 탐지 기술은 군사 정찰, 환경 모니터링, 의료 진단 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 기존 적외선 감지기는 감지 감도, 응답 속도 등과 같은 성능에 몇 가지 제한이 있습니다. InAs/InAsSb 클래스 II 초격자(T2SL) 재료는 탁월한 광전 특성과 조정성을 갖고 있어 장파 적외선(LWIR) 검출기에 이상적입니다. 장파 적외선 감지의 약한 응답 문제는 오랫동안 우려되어 왔으며 이로 인해 전자 장치 애플리케이션의 신뢰성이 크게 제한되었습니다. 눈사태 광검출기(APD 광검출기) 응답 성능이 뛰어나며 곱셈 중에 암전류가 높습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 중국 전자 과학 기술 대학교 팀은 고성능 T2SL(Class II Superlattice) 장파 적외선 애벌랜치 포토다이오드(APD)를 성공적으로 설계했습니다. 연구진은 암전류를 줄이기 위해 InAs/InAsSb T2SL 흡수층의 더 낮은 오거 재결합 속도를 사용했습니다. 동시에, k 값이 낮은 AlAsSb는 승산기 레이어로 사용되어 충분한 이득을 유지하면서 장치 잡음을 억제합니다. 이 디자인은 장파 적외선 감지 기술 개발을 촉진하기 위한 유망한 솔루션을 제공합니다. 검출기는 계단식 계층 설계를 채택하고 InAs와 InAsSb의 구성비를 조정하여 밴드 구조의 원활한 전이를 달성하고 검출기의 성능을 향상시킵니다. 재료 선택 및 준비 과정 측면에서 본 연구에서는 검출기 준비에 사용되는 InAs/InAsSb T2SL 재료의 성장 방법 및 공정 매개변수를 자세히 설명합니다. InAs/InAsSb T2SL의 조성과 두께를 결정하는 것은 중요하며 응력 균형을 달성하려면 매개변수 조정이 필요합니다. 장파 적외선 감지와 관련하여 InAs/GaSb T2SL과 동일한 차단 파장을 달성하려면 더 두꺼운 InAs/InAsSb T2SL 단일 주기가 필요합니다. 그러나 모노사이클이 두꺼워지면 성장 방향의 흡수 계수가 감소하고 T2SL의 정공 유효 질량이 증가합니다. Sb 성분을 추가하면 단일 주기 두께를 크게 증가시키지 않고도 더 긴 차단 파장을 달성할 수 있는 것으로 나타났습니다. 그러나 과도한 Sb 조성은 Sb 원소의 분리로 이어질 수 있습니다.
따라서 Sb 그룹 0.5를 갖는 InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL이 APD의 활성층으로 선택되었습니다.광검출기. InAs/InAsSb T2SL은 주로 GaSb 기판에서 성장하므로 변형 관리에서 GaSb의 역할을 고려해야 합니다. 본질적으로 변형 평형을 달성하려면 한 기간 동안 초격자의 평균 격자 상수를 기판의 격자 상수와 비교해야 합니다. 일반적으로 InAs의 인장 변형은 InAsSb에 의해 도입된 압축 변형에 의해 보상되어 InAsSb 층보다 InAs 층이 더 두꺼워집니다. 본 연구에서는 애벌런치 광검출기의 스펙트럼 응답, 암전류, 노이즈 등을 포함한 광전 응답 특성을 측정하고 계단식 경사층 설계의 유효성을 검증했습니다. 눈사태 광검출기의 눈사태 증식 효과를 분석하고, 증식 인자와 입사광 전력, 온도 및 기타 매개변수 간의 관계를 논의합니다.
무화과. (A) InAs/InAsSb 장파 적외선 APD 광검출기의 개략도; (B) APD 광검출기의 각 층에서 전기장의 개략도.
게시 시간: 2025년 1월 6일