InGaAs ফটোডিটেক্টরের গবেষণার অগ্রগতি

গবেষণার অগ্রগতিInGaAs ফটোডিটেক্টর

যোগাযোগের তথ্য সঞ্চালনের পরিমাণের সূচকীয় বৃদ্ধির সাথে সাথে, অপটিক্যাল আন্তঃসংযোগ প্রযুক্তি ঐতিহ্যবাহী বৈদ্যুতিক আন্তঃসংযোগ প্রযুক্তিকে প্রতিস্থাপন করেছে এবং মাঝারি এবং দীর্ঘ-দূরত্বের কম-ক্ষতি উচ্চ-গতির ট্রান্সমিশনের জন্য মূলধারার প্রযুক্তিতে পরিণত হয়েছে। অপটিক্যাল রিসিভিং এন্ডের মূল উপাদান হিসাবে,ফটোডিটেক্টরএর উচ্চ-গতির কর্মক্ষমতার জন্য ক্রমবর্ধমান উচ্চতর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। এর মধ্যে, ওয়েভগাইড কাপলড ফটোডিটেক্টর আকারে ছোট, ব্যান্ডউইথ উচ্চ এবং অন্যান্য অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইসের সাথে অন-চিপ ইন্টিগ্রেটেড করা সহজ, যা উচ্চ-গতির ফটোডিটেকশনের গবেষণা কেন্দ্রবিন্দু। এবং কাছাকাছি-ইনফ্রারেড যোগাযোগ ব্যান্ডের সবচেয়ে প্রতিনিধিত্বকারী ফটোডিটেক্টর।

InGaAs উচ্চ-গতি অর্জনের জন্য আদর্শ উপকরণগুলির মধ্যে একটি এবংউচ্চ-প্রতিক্রিয়াশীল ফটোডিটেক্টর। প্রথমত, InGaAs হল একটি সরাসরি ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর উপাদান, এবং এর ব্যান্ডগ্যাপ প্রস্থ In এবং Ga এর অনুপাত দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হতে পারে, যা বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অপটিক্যাল সংকেত সনাক্তকরণ সক্ষম করে। এর মধ্যে, In0.53Ga0.47As InP সাবস্ট্রেট ল্যাটিসের সাথে পুরোপুরি মিলে যায় এবং অপটিক্যাল যোগাযোগ ব্যান্ডে খুব উচ্চ আলো শোষণ সহগ রয়েছে। এটি ফটোডিটেক্টর তৈরিতে সর্বাধিক ব্যবহৃত হয় এবং এর সবচেয়ে অসাধারণ ডার্ক কারেন্ট এবং রেসপন্সিভিটি পারফরম্যান্সও রয়েছে। দ্বিতীয়ত, InGaAs এবং InP উভয় উপকরণেরই তুলনামূলকভাবে উচ্চ ইলেকট্রন ড্রিফ্ট বেগ রয়েছে, যার স্যাচুরেটেড ইলেকট্রন ড্রিফ্ট বেগ উভয়ই প্রায় 1×107cm/s। এদিকে, নির্দিষ্ট বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অধীনে, InGaAs এবং InP উপকরণ ইলেকট্রন বেগ ওভারশুট প্রভাব প্রদর্শন করে, তাদের ওভারশুট বেগ যথাক্রমে 4×107cm/s এবং 6×107cm/s এ পৌঁছায়। এটি উচ্চতর ক্রসিং ব্যান্ডউইথ অর্জনের জন্য সহায়ক। বর্তমানে, InGaAs ফটোডিটেক্টরগুলি অপটিক্যাল যোগাযোগের জন্য সবচেয়ে মূলধারার ফটোডিটেক্টর। ছোট আকারের, ব্যাক-ইনসিডেন্ট এবং উচ্চ-ব্যান্ডউইথ সারফেস ইনসিডেন্ট ডিটেক্টরও তৈরি করা হয়েছে, যা মূলত উচ্চ গতি এবং উচ্চ স্যাচুরেশনের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

তবে, তাদের সংযোগ পদ্ধতির সীমাবদ্ধতার কারণে, পৃষ্ঠের ঘটনা সনাক্তকারীগুলিকে অন্যান্য অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইসের সাথে একীভূত করা কঠিন। অতএব, অপটোইলেকট্রনিক ইন্টিগ্রেশনের ক্রমবর্ধমান চাহিদার সাথে, চমৎকার কর্মক্ষমতা এবং ইন্টিগ্রেশনের জন্য উপযুক্ত ওয়েভগাইড কাপলড InGaAs ফটোডিটেক্টরগুলি ধীরে ধীরে গবেষণার কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে। এর মধ্যে, 70GHz এবং 110GHz এর বাণিজ্যিক InGaAs ফটোডিটেক্টর মডিউলগুলি প্রায় সকলেই ওয়েভগাইড কাপলিং কাঠামো গ্রহণ করে। সাবস্ট্রেট উপকরণের পার্থক্য অনুসারে, ওয়েভগাইড কাপলড InGaAs ফটোডিটেক্টরগুলিকে প্রধানত দুটি প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: INP-ভিত্তিক এবং Si-ভিত্তিক। InP সাবস্ট্রেটগুলিতে এপিট্যাক্সিয়াল উপাদান উচ্চমানের এবং উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন ডিভাইস তৈরির জন্য আরও উপযুক্ত। তবে, Si সাবস্ট্রেটগুলিতে জন্মানো বা বন্ধন করা III-V গ্রুপের উপকরণগুলির জন্য, InGaAs উপকরণ এবং Si সাবস্ট্রেটের মধ্যে বিভিন্ন অমিলের কারণে, উপাদান বা ইন্টারফেসের মান তুলনামূলকভাবে খারাপ, এবং ডিভাইসগুলির কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য এখনও যথেষ্ট জায়গা রয়েছে।

ডিভাইসটি হ্রাস অঞ্চলের উপাদান হিসেবে InP এর পরিবর্তে InGaAsP ব্যবহার করে। যদিও এটি ইলেকট্রনের স্যাচুরেশন ড্রিফ্ট বেগকে কিছুটা কমিয়ে দেয়, তবে এটি তরঙ্গ নির্দেশিকা থেকে শোষণ অঞ্চলে আপতিত আলোর সংযোগকে উন্নত করে। একই সময়ে, InGaAsP N-টাইপ যোগাযোগ স্তরটি সরানো হয় এবং P-টাইপ পৃষ্ঠের প্রতিটি পাশে একটি ছোট ফাঁক তৈরি হয়, যা কার্যকরভাবে আলোক ক্ষেত্রের সীমাবদ্ধতা বৃদ্ধি করে। এটি ডিভাইসটিকে উচ্চতর দায়িত্বশীলতা অর্জনের জন্য সহায়ক।