ઇન્ગાસ ફોટોોડેક્ટર

માળખુંફોટોગ્રાનેસ

1980 ના દાયકાથી, દેશ -વિદેશના સંશોધકોએ INGAAS ફોટોોડેક્ટરોની રચનાનો અભ્યાસ કર્યો છે, જે મુખ્યત્વે ત્રણ પ્રકારોમાં વહેંચાયેલા છે. તેઓ ઇંગાસે મેટલ-સેમિકન્ડક્ટર-મેટલ ફોટોોડેક્ટર (એમએસએમ-પીડી), આઈએનજીએએએસ પિન ફોટોોડેક્ટર (પીન-પીડી) અને ઇંગાસ હિમપ્રપાત ફોટોોડેક્ટર (એપીડી-પીડી) છે. ફેબ્રિકેશન પ્રક્રિયામાં નોંધપાત્ર તફાવત છે અને વિવિધ સ્ટ્રક્ચર્સવાળા ઇંગાઝ ફોટોોડેક્ટર્સની કિંમત, અને ઉપકરણના પ્રભાવમાં પણ મોટા તફાવત છે.

ઇંગાસે મેટલ-સેમિકન્ડક્ટર-ધાતુફોટોોડેક્ટર, આકૃતિ (એ) માં બતાવેલ, સ્કોટકી જંકશન પર આધારિત એક વિશેષ રચના છે. 1992 માં, શી એટ અલ. એપિટેક્સી સ્તરો અને તૈયાર ઇંગાસે એમએસએમ ફોટોોડેક્ટર માટે તૈયાર કરવા માટે લો પ્રેશર મેટલ-ઓર્ગેનિક વરાળ તબક્કાના એપિટેક્સી ટેકનોલોજી (એલપી-મોવપ) નો ઉપયોગ કર્યો છે, જેમાં 1.3 μm ની તરંગલંબાઇ પર 0.42 એ/ ડબલ્યુની ઉચ્ચ પ્રતિભાવ છે અને 1996 માં 1.5 વી. ઇનલાસ-ઇંગાએએસ-ઇન-ઇનપી એપિટેક્સી લેયરને વધારવા માટે ગેસ ફેઝ મોલેક્યુલર બીમ એપિટેક્સી (જીએસએમબીઇ) નો ઉપયોગ. ઇનલાસ લેયરે ઉચ્ચ પ્રતિકારકતા લાક્ષણિકતાઓ બતાવી, અને વૃદ્ધિની સ્થિતિ એક્સ-રે ડિફરક્શન માપન દ્વારા optim પ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવી હતી, જેથી ઇંગા અને ઇનલાસ સ્તરો વચ્ચેનો જાળીદાર મેળ ખાતો 1 × 10⁻⁻ ની રેન્જમાં હતો. આ 10 વી પર 0.75 પીએ/μm² ની નીચે ડાર્ક કરંટ સાથે optim પ્ટિમાઇઝ ડિવાઇસ પર્ફોર્મન્સ અને 5 વી પર 16 પીએસ સુધી ઝડપી ક્ષણિક પ્રતિભાવમાં પરિણમે છે. સંપૂર્ણ રીતે, એમએસએમ સ્ટ્રક્ચર ફોટોોડેક્ટર સરળ અને એકીકૃત કરવા માટે સરળ છે, નીચા શ્યામ વર્તમાન (પીએ ઓર્ડર) દર્શાવે છે, પરંતુ મેટલ ઇલેક્ટ્રોડ ઉપકરણના અસરકારક પ્રકાશ શોષણ ક્ષેત્રને ઘટાડશે, તેથી પ્રતિસાદ અન્ય રચનાઓ કરતા ઓછો છે.

INGAAS પિન ફોટોોડેક્ટર પી-પ્રકારનો સંપર્ક સ્તર અને એન-પ્રકારનો સંપર્ક સ્તર વચ્ચેનો એક આંતરિક સ્તર દાખલ કરે છે, જેમ કે આકૃતિ (બી) માં બતાવ્યા પ્રમાણે, જે અવક્ષય ક્ષેત્રની પહોળાઈમાં વધારો કરે છે, આમ વધુ ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડી બનાવે છે અને મોટા ફોટોકરેન્ટ બનાવે છે, તેથી તેમાં ઉત્તમ ઇલેક્ટ્રોન કંડક્શન પ્રભાવ છે. 2007 માં, એ.પોલોઝેક એટ અલ. સપાટીની રફનેસને સુધારવા અને એસઆઈ અને આઈએનપી વચ્ચેના જાળીના મેળ ખાતાને દૂર કરવા માટે નીચા-તાપમાન બફર સ્તરને વધારવા માટે એમબીઇનો ઉપયોગ કર્યો. એમઓસીવીડીનો ઉપયોગ આઈએનપી સબસ્ટ્રેટ પર આઈએનજીએએસ પિન સ્ટ્રક્ચરને એકીકૃત કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો, અને ઉપકરણની પ્રતિભાવ લગભગ 0.57 એ /ડબલ્યુ હતી. ૨૦૧૧ માં, આર્મી રિસર્ચ લેબોરેટરી (એએલઆર) એ નેવિગેશન, અવરોધ/ટકરાવાની અવગણના માટે લિડર ઇમેજરનો અભ્યાસ કરવા અને નાના માનવરહિત ગ્રાઉન્ડ વાહનો માટે ટૂંકા-અંતરની લક્ષ્ય તપાસ/ઓળખ માટે ઓછા ખર્ચે માઇક્રોવેવ એમ્પ્લીફાયર ચિપ સાથે સંકલિત, જેમાં ઇન્ગાસ પિનોડેટક્ટરના સિગ્નલ-ટુ-નોઇઝ રેશિયોમાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો હતો. આ આધારે, 2012 માં, એએલઆરએ આ લિડર ઇમેજરનો ઉપયોગ રોબોટ્સ માટે કર્યો, જેમાં 50 મીટરથી વધુની તપાસ શ્રેણી અને 256 × 128 ના રિઝોલ્યુશન સાથે.

ઇંગાઝહિમપ્રપાતગેઇન સાથેનો એક પ્રકારનો ફોટોોડેક્ટર છે, જેની રચના આકૃતિ (સી) માં બતાવવામાં આવી છે. ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડી ડબલિંગ ક્ષેત્રની અંદર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ પૂરતી energy ર્જા મેળવે છે, જેથી અણુ સાથે ટકરાઈ શકે, નવી ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડી ઉત્પન્ન થાય, હિમપ્રપાત અસર બનાવે છે, અને સામગ્રીમાં બિન-સંતુલન વાહકોને ગુણાકાર કરે છે. 2013 માં, જ્યોર્જ એમ એ એલોય કમ્પોઝિશન, એપિટેક્સિયલ લેયરની જાડાઈમાં ફેરફાર, અને છિદ્ર આયનીકરણને ઘટાડતી વખતે, ઇલેક્ટ્રોશ ock ક આયનીકરણને મહત્તમ બનાવવા માટે મોડ્યુલેટેડ વાહક energy ર્જામાં ડોપિંગનો ઉપયોગ કરીને, આઈએનપી સબસ્ટ્રેટ પર મેળ ખાતા ઇંગા અને ઇનલાસ એલોયને ઉગાડવા માટે એમબીઇનો ઉપયોગ કર્યો. સમકક્ષ આઉટપુટ સિગ્નલ ગેઇન પર, એપીડી નીચલા અવાજ અને નીચા શ્યામ પ્રવાહ બતાવે છે. 2016 માં, સન જિઆનફેંગ એટ અલ. ઇંગાસ હિમપ્રપાત ફોટોોડેક્ટર પર આધારિત 1570 એનએમ લેસર એક્ટિવ ઇમેજિંગ પ્રાયોગિક પ્લેટફોર્મનો સમૂહ બનાવ્યો. ની આંતરિક સર્કિટશરાબપડઘા અને સીધા આઉટપુટ ડિજિટલ સંકેતો પ્રાપ્ત થયા, આખા ડિવાઇસને કોમ્પેક્ટ બનાવે છે. પ્રાયોગિક પરિણામો ફિગ માં બતાવવામાં આવ્યા છે. (ડી) અને (ઇ). આકૃતિ (ડી) એ ઇમેજિંગ લક્ષ્યનો ભૌતિક ફોટો છે, અને આકૃતિ (ઇ) એ ત્રિ-પરિમાણીય અંતરની છબી છે. તે સ્પષ્ટ રીતે જોઇ શકાય છે કે ક્ષેત્ર સીના વિંડો વિસ્તારમાં ક્ષેત્ર એ અને બી સાથે ચોક્કસ depth ંડાઈનું અંતર છે. પ્લેટફોર્મ 10 એનએસ કરતા ઓછી પલ્સ પહોળાઈ, સિંગલ પલ્સ એનર્જી (1 ~ 3) એમજે એડજસ્ટેબલ, 2 of ના લેન્સ ફીલ્ડ એંગલ, 1 કેએચઝેડની પુનરાવર્તન આવર્તન, ડિટેક્ટર ડ્યુટી રેશિયો લગભગ 60%ની અનુભૂતિ કરે છે. એપીડીના આંતરિક ફોટોકન્ટર ગેઇન, ઝડપી પ્રતિસાદ, કોમ્પેક્ટ કદ, ટકાઉપણું અને ઓછી કિંમત માટે આભાર, એપીડી ફોટોોડેક્ટર્સ પિન ફોટોોડેક્ટર્સ કરતા તપાસ દરમાં તીવ્રતાનો ક્રમ હોઈ શકે છે, તેથી હાલના મુખ્ય પ્રવાહના લિડર મુખ્યત્વે હિમપ્રપાત ફોટોોડેક્ટર્સ દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે.

એકંદરે, દેશ-વિદેશમાં આઈએનજીએએસ તૈયારી તકનીકના ઝડપી વિકાસ સાથે, અમે આઇએનપી સબસ્ટ્રેટ પર મોટા ક્ષેત્રની ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી ઇંગાસ એપિટેક્સિયલ લેયરને તૈયાર કરવા માટે કુશળતાપૂર્વક એમબીઇ, એમઓસીવીડી, એલપીઇ અને અન્ય તકનીકોનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ. INGAAS ફોટોોડેક્ટર્સ ઓછી શ્યામ વર્તમાન અને ઉચ્ચ પ્રતિભાવ દર્શાવે છે, સૌથી નીચો શ્યામ પ્રવાહ 0.75 પા/μm² કરતા ઓછો છે, મહત્તમ પ્રતિભાવ 0.57 એ/ડબલ્યુ સુધી છે, અને તેમાં ઝડપી ક્ષણિક પ્રતિસાદ (પીએસ ઓર્ડર) છે. INGAAS ફોટોોડેક્ટર્સનો ભાવિ વિકાસ નીચેના બે પાસાઓ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે: (1) INGAAS એપિટેક્સિયલ સ્તર સીઆઈ સબસ્ટ્રેટ પર સીધો ઉગાડવામાં આવે છે. હાલમાં, બજારમાં મોટાભાગના માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો એસઆઈ આધારિત છે, અને પછીના ઇંગા અને એસઆઈ આધારિત એકીકૃત વિકાસ એ સામાન્ય વલણ છે. ઇંગા/એસઆઈના અભ્યાસ માટે જાળીના મેળ ખાતા અને થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક તફાવત જેવી સમસ્યાઓનું નિરાકરણ નિર્ણાયક છે; (2) 1550 એનએમ તરંગલંબાઇ તકનીક પરિપક્વ થઈ છે, અને વિસ્તૃત તરંગલંબાઇ (2.0 ~ 2.5) μm એ ભાવિ સંશોધન દિશા છે. ઘટકોમાં વધારા સાથે, આઈએનપી સબસ્ટ્રેટ અને આઈએનજીએએસ એપિટેક્સિયલ લેયર વચ્ચેના જાળીના મેળ ખાતા વધુ ગંભીર અવ્યવસ્થા અને ખામી તરફ દોરી જશે, તેથી ડિવાઇસ પ્રક્રિયાના પરિમાણોને optim પ્ટિમાઇઝ કરવું, જાળીની ખામીને ઘટાડવી, અને ઉપકરણને શ્યામ પ્રવાહ ઘટાડવો જરૂરી છે.