သုတေသနတိုးတက်မှုInGaAs အလင်းရှာဖွေကိရိယာ
ဆက်သွယ်ရေးဒေတာထုတ်လွှင့်မှုပမာဏ အဆမတန်တိုးတက်မှုနှင့်အတူ၊ optical interconnection နည်းပညာသည် ရိုးရာလျှပ်စစ်အပြန်အလှန်ဆက်သွယ်မှုနည်းပညာကို အစားထိုးခဲ့ပြီး အလတ်စားနှင့် အဝေးပြေးအကွာအဝေးနိမ့်ကျသော မြန်နှုန်းမြင့်ထုတ်လွှင့်မှုအတွက် အဓိကနည်းပညာဖြစ်လာခဲ့သည်။ optical receiving end ၏ အဓိကအစိတ်အပိုင်းအနေဖြင့်၊ဓာတ်ပုံရှာဖွေကိရိယာ၎င်း၏ မြန်နှုန်းမြင့်စွမ်းဆောင်ရည်အတွက် လိုအပ်ချက်များ ပိုမိုမြင့်မားလာပါသည်။ ၎င်းတို့ထဲတွင် waveguide coupled photodetector သည် အရွယ်အစားသေးငယ်ပြီး bandwidth မြင့်မားကာ အခြား optoelectronic devices များနှင့် ချစ်ပ်ပေါ်တွင် ပေါင်းစပ်ရလွယ်ကူပြီး ၎င်းသည် မြန်နှုန်းမြင့် photodetection ၏ သုတေသနအာရုံစိုက်မှုဖြစ်သည်။ ထို့အပြင် near-infrared ဆက်သွယ်ရေး band တွင် အကိုယ်စားပြုဆုံး photodetectors များဖြစ်သည်။
InGaAs သည် မြန်နှုန်းမြင့်နှင့် မြန်နှုန်းမြင့် ထုတ်လွှင့်မှု ရရှိရန်အတွက် အကောင်းဆုံး ပစ္စည်းများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။မြင့်မားသောတုံ့ပြန်မှုရှိသော ဖိုတိုထောက်လှမ်းကိရိယာများပထမဦးစွာ၊ InGaAs သည် တိုက်ရိုက် bandgap semiconductor ပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး ၎င်း၏ bandgap အကျယ်ကို In နှင့် Ga အကြား အချိုးဖြင့် ထိန်းညှိနိုင်ပြီး မတူညီသော wavelength များ၏ optical signal များကို ထောက်လှမ်းနိုင်စေပါသည်။ ၎င်းတို့အနက် In0.53Ga0.47As သည် InP substrate lattice နှင့် လုံးဝကိုက်ညီပြီး optical communication band တွင် အလင်းစုပ်ယူမှုကိန်းဂဏန်း အလွန်မြင့်မားသည်။ ၎င်းသည် photodetector ပြင်ဆင်မှုတွင် အသုံးအများဆုံးဖြစ်ပြီး dark current နှင့် responsivity စွမ်းဆောင်ရည်တွင်လည်း အထူးချွန်ဆုံးဖြစ်သည်။ ဒုတိယအနေဖြင့်၊ InGaAs နှင့် InP ပစ္စည်းနှစ်မျိုးလုံးတွင် electron drift velocities မြင့်မားပြီး ၎င်းတို့၏ saturated electron drift velocities နှစ်ခုစလုံးသည် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 1×107cm/s ရှိသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ သတ်မှတ်ထားသော electric field များအောက်တွင် InGaAs နှင့် InP ပစ္စည်းများသည် electron velocity overshoot effect များကို ပြသပြီး ၎င်းတို့၏ overshoot velocities များသည် 4×107cm/s နှင့် 6×107cm/s အသီးသီးရှိသည်။ ၎င်းသည် crossing bandwidth ပိုမိုမြင့်မားစေရန် အထောက်အကူပြုသည်။ လက်ရှိတွင် InGaAs photodetector များသည် optical communication အတွက် အဓိက photodetector များဖြစ်သည်။ အရွယ်အစားသေးငယ်သော၊ back-incident နှင့် bandwidth မြင့်မားသော surface incident detector များကိုလည်း တီထွင်ထားပြီးဖြစ်ပြီး၊ အဓိကအားဖြင့် မြန်နှုန်းမြင့်နှင့် saturation မြင့်မားခြင်းကဲ့သို့သော အသုံးချမှုများတွင် အသုံးပြုသည်။
သို့သော်၊ ၎င်းတို့၏ ချိတ်ဆက်မှုနည်းလမ်းများ၏ ကန့်သတ်ချက်များကြောင့် မျက်နှာပြင်ဖြစ်ရပ်ရှာဖွေကိရိယာများသည် အခြား optoelectronic ကိရိယာများနှင့် ပေါင်းစပ်ရန် ခက်ခဲပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ optoelectronic ပေါင်းစပ်မှုအတွက် တိုးမြင့်လာသော ဝယ်လိုအားနှင့်အတူ၊ ကောင်းမွန်သောစွမ်းဆောင်ရည်ရှိပြီး ပေါင်းစပ်မှုအတွက် သင့်လျော်သော waveguide coupled InGaAs photodetectors များသည် သုတေသန၏ အဓိကအာရုံစိုက်မှု တဖြည်းဖြည်းဖြစ်လာခဲ့သည်။ ၎င်းတို့ထဲတွင်၊ 70GHz နှင့် 110GHz ၏ စီးပွားဖြစ် InGaAs photodetector မော်ဂျူးအားလုံးနီးပါးသည် waveguide coupling ဖွဲ့စည်းပုံများကို လက်ခံကျင့်သုံးကြသည်။ substrate ပစ္စည်းများ၏ ကွာခြားချက်အရ၊ waveguide coupled InGaAs photodetectors များကို အဓိကအားဖြင့် အမျိုးအစားနှစ်မျိုးခွဲခြားနိုင်သည်- INP-based နှင့် Si-based။ InP substrates များပေါ်ရှိ ပစ္စည်း epitaxial သည် အရည်အသွေးမြင့်မားပြီး မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ရှိသော ကိရိယာများ ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် ပိုမိုသင့်လျော်ပါသည်။ သို့သော်၊ Si substrates များပေါ်တွင် ကြီးထွားသော သို့မဟုတ် ချည်နှောင်ထားသော III-V အုပ်စုပစ္စည်းများအတွက်၊ InGaAs ပစ္စည်းများနှင့် Si substrates အကြား မကိုက်ညီမှုအမျိုးမျိုးကြောင့်၊ ပစ္စည်း သို့မဟုတ် interface အရည်အသွေးသည် အတော်လေးညံ့ဖျင်းပြီး ကိရိယာများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်တွင် တိုးတက်မှုအတွက် များစွာနေရာလွတ်ရှိနေသေးသည်။
ဒီကိရိယာဟာ depletion region ပစ္စည်းအဖြစ် InP အစား InGaAsP ကို အသုံးပြုပါတယ်။ အီလက်ထရွန်တွေရဲ့ saturation drift velocity ကို အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ လျှော့ချပေးပေမယ့် waveguide ကနေ absorption region ကို incident light ချိတ်ဆက်မှုကို တိုးတက်ကောင်းမွန်စေပါတယ်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပဲ InGaAsP N-type contact layer ကို ဖယ်ရှားပြီး P-type မျက်နှာပြင်ရဲ့ တစ်ဖက်တစ်ချက်စီမှာ သေးငယ်တဲ့ ကွက်လပ်လေးတစ်ခု ဖြစ်ပေါ်ပြီး light field ပေါ်က ကန့်သတ်ချက်ကို ထိရောက်စွာ မြှင့်တင်ပေးပါတယ်။ ဒါဟာ device အနေနဲ့ ပိုမိုမြင့်မားတဲ့ responsivity ရရှိစေဖို့ အထောက်အကူပြုပါတယ်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၅ ခုနှစ်၊ ဇူလိုင်လ ၂၈ ရက်