Ikerketaren AurrerapenaInGaAs fotodetektagailua
Komunikazio-datuen transmisio-bolumenaren hazkunde esponentzialarekin, interkonexio optikoaren teknologiak interkonexio elektriko tradizionalaren teknologia ordezkatu du eta distantzia ertain eta luzeko galera txikiko abiadura handiko transmisiorako teknologia nagusi bihurtu da. Hartzaile optikoaren mutur nagusiaren osagai nagusi gisa,fotodetektagailugero eta eskakizun handiagoak ditu abiadura handiko errendimendurako. Horien artean, uhin-gida akoplatutako fotodetektagailua tamaina txikikoa da, banda-zabalera handikoa eta erraz integra daiteke txipean beste gailu optoelektronikoekin, eta horixe da abiadura handiko fotodetekzioaren ikerketa-ardatza. Eta infragorri hurbileko komunikazio-bandan fotodetektagailu adierazgarrienak dira.
InGaAs abiadura handia lortzeko material idealenetako bat da.erantzun handiko fotodetektagailuakLehenik eta behin, InGaAs banda-tarte zuzeneko erdieroale materiala da, eta bere banda-tartearen zabalera In eta Ga arteko erlazioaren bidez erregula daiteke, uhin-luzera desberdinetako seinale optikoak detektatzeko aukera emanez. Horien artean, In0.53Ga0.47As InP substratu sarearekin ezin hobeto egokitzen da eta argiaren xurgapen koefiziente oso altua du komunikazio optikoko bandan. Fotodetektagailuen prestaketan gehien erabiltzen dena da eta korronte ilun eta erantzun-errendimendu nabarmenena ere badu. Bigarrenik, bai InGaAs bai InP materialek elektroien desbideratze-abiadura nahiko altuak dituzte, biak saturazio-elektroien desbideratze-abiadurak gutxi gorabehera 1×107cm/s izanik. Bitartean, eremu elektriko espezifikoen pean, InGaAs eta InP materialek elektroien abiaduraren gainditze-efektuak erakusten dituzte, 4×107cm/s eta 6×107cm/s-ra iristen direlarik, hurrenez hurren. Zeharkatze-banda-zabalera handiagoa lortzeko lagungarria da. Gaur egun, InGaAs fotodetektagailuak dira komunikazio optikorako fotodetektagailu ohikoenak. Tamaina txikiagoak, atzeko intzidenteak eta banda-zabalera handiko gainazaleko intzidente detektagailuak ere garatu dira, batez ere abiadura handiko eta saturazio handiko aplikazioetan erabiliak.
Hala ere, haien akoplamendu-metodoen mugak direla eta, gainazaleko intzidente-detektagailuak zailak dira beste gailu optoelektronikoekin integratzea. Hori dela eta, integrazio optoelektronikoaren eskaera gero eta handiagoa denez, errendimendu bikaina duten eta integraziorako egokiak diren uhin-gidaz akoplatutako InGaAs fotodetektagailuak pixkanaka ikerketaren ardatz bihurtu dira. Horien artean, 70 GHz eta 110 GHz-ko InGaAs fotodetektagailu modulu komertzialek ia guztiek uhin-gidaz akoplatutako egiturak hartzen dituzte. Substratu-materialen arteko aldearen arabera, uhin-gidaz akoplatutako InGaAs fotodetektagailuak bi motatan sailka daitezke batez ere: INP-n oinarritutakoak eta Si-n oinarritutakoak. InP substratuetan dagoen material epitaxialak kalitate handia du eta egokiagoa da errendimendu handiko gailuak fabrikatzeko. Hala ere, Si substratuetan hazi edo lotutako III-V taldeko materialetarako, InGaAs materialen eta Si substratuen arteko desadostasun desberdinak direla eta, materialaren edo interfazearen kalitatea nahiko eskasa da, eta oraindik ere badago gailuen errendimendua hobetzeko tarte handia.
Gailuak InGaAsP erabiltzen du InP-ren ordez agortze-eskualdeko material gisa. Elektroien saturazio-desbideratze-abiadura neurri batean murrizten badu ere, uhin-gidatik xurgapen-eskualdera doan argiaren akoplamendua hobetzen du. Aldi berean, InGaAsP N motako kontaktu-geruza kentzen da, eta tarte txiki bat sortzen da P motako gainazalaren alde bakoitzean, argi-eremuaren murrizketa eraginkortasunez hobetuz. Horrek gailuak erantzun handiagoa lortzen laguntzen du.
Argitaratze data: 2025eko uztailak 28