১৯৮০ সাল থেকে, দেশ-বিদেশের গবেষকরা InGaAs ফটোডিটেক্টরগুলির গঠন অধ্যয়ন করেছেন, যা মূলত তিন ধরণের মধ্যে বিভক্ত। এগুলি হল InGaAs ধাতু-অর্ধপরিবাহী-ধাতু ফটোডিটেক্টর (MSM-PD), InGaAs PIN ফটোডিটেক্টর (PIN-PD), এবং InGaAs Avalanche ফটোডিটেক্টর (APD-PD)। বিভিন্ন কাঠামো সহ InGaAs ফটোডিটেক্টরগুলির তৈরি প্রক্রিয়া এবং খরচের মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য রয়েছে এবং ডিভাইসের কর্মক্ষমতার মধ্যেও বিরাট পার্থক্য রয়েছে।
InGaAs ধাতু-অর্ধপরিবাহী-ধাতুফটোডিটেক্টরচিত্র (ক) তে দেখানো হয়েছে, এটি স্কটকি জংশনের উপর ভিত্তি করে একটি বিশেষ কাঠামো। ১৯৯২ সালে, শি এবং অন্যান্যরা এপিট্যাক্সি স্তর বৃদ্ধির জন্য নিম্নচাপ ধাতু-জৈব বাষ্প পর্যায় এপিট্যাক্সি প্রযুক্তি (LP-MOVPE) ব্যবহার করেছিলেন এবং InGaAs MSM ফটোডিটেক্টর তৈরি করেছিলেন, যার ১.৩ μm তরঙ্গদৈর্ঘ্যে ০.৪২ A/W এর উচ্চ প্রতিক্রিয়াশীলতা এবং ১.৫ V তে ৫.৬ pA/ μm² এর কম অন্ধকার প্রবাহ রয়েছে। ১৯৯৬ সালে, ঝাং এবং অন্যান্যরা InAlAs-InGaAs-InP এপিট্যাক্সি স্তর বৃদ্ধির জন্য গ্যাস ফেজ মলিকুলার বিম এপিট্যাক্সি (GSMBE) ব্যবহার করেছিলেন। InAlAs স্তরটি উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা বৈশিষ্ট্য দেখিয়েছিল এবং এক্স-রে বিবর্তন পরিমাপ দ্বারা বৃদ্ধির অবস্থা অপ্টিমাইজ করা হয়েছিল, যার ফলে InGaAs এবং InAlAs স্তরগুলির মধ্যে জালির অমিল ১×১০⁻³ এর মধ্যে ছিল। এর ফলে ১০ V তে ০.৭৫ pA/μm² এর নিচে ডার্ক কারেন্ট এবং ৫ V তে ১৬ ps পর্যন্ত দ্রুত ক্ষণস্থায়ী প্রতিক্রিয়া সহ ডিভাইসের কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করা হয়। সামগ্রিকভাবে, MSM স্ট্রাকচার ফটোডিটেক্টরটি সহজ এবং সংহত করা সহজ, কম ডার্ক কারেন্ট (pA ক্রম) দেখায়, তবে ধাতব ইলেক্ট্রোড ডিভাইসের কার্যকর আলো শোষণ ক্ষেত্রকে হ্রাস করবে, তাই প্রতিক্রিয়া অন্যান্য কাঠামোর তুলনায় কম।
InGaAs PIN ফটোডিটেক্টর P-টাইপ কন্টাক্ট লেয়ার এবং N-টাইপ কন্টাক্ট লেয়ারের মধ্যে একটি অভ্যন্তরীণ স্তর সন্নিবেশ করায়, যেমন চিত্র (b) তে দেখানো হয়েছে, যা হ্রাস অঞ্চলের প্রস্থ বৃদ্ধি করে, ফলে আরও ইলেকট্রন-গর্ত জোড়া বিকিরণ করে এবং একটি বৃহত্তর ফটোকারেন্ট তৈরি করে, যার ফলে এর চমৎকার ইলেকট্রন পরিবাহী কর্মক্ষমতা রয়েছে। 2007 সালে, A.Poloczek এবং অন্যান্যরা MBE ব্যবহার করে পৃষ্ঠের রুক্ষতা উন্নত করতে এবং Si এবং InP এর মধ্যে জালির অমিল কাটিয়ে উঠতে একটি নিম্ন-তাপমাত্রার বাফার স্তর তৈরি করেছিলেন। InP সাবস্ট্রেটে InGaAs PIN কাঠামো সংহত করার জন্য MOCVD ব্যবহার করা হয়েছিল, এবং ডিভাইসের প্রতিক্রিয়াশীলতা ছিল প্রায় 0.57A/W। 2011 সালে, আর্মি রিসার্চ ল্যাবরেটরি (ALR) ছোট মনুষ্যবিহীন স্থল যানবাহনের জন্য নেভিগেশন, বাধা/সংঘর্ষ এড়ানো এবং স্বল্প-পরিসরের লক্ষ্য সনাক্তকরণ/শনাক্তকরণের জন্য একটি liDAR ইমেজার অধ্যয়ন করতে PIN ফটোডিটেক্টর ব্যবহার করেছিল, যা একটি কম খরচের মাইক্রোওয়েভ অ্যামপ্লিফায়ার চিপের সাথে একত্রিত হয়েছিল যা InGaAs PIN ফটোডিটেক্টরের সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাতকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করেছিল। এই ভিত্তিতে, ২০১২ সালে, ALR রোবটের জন্য এই liDAR ইমেজারটি ব্যবহার করেছিল, যার সনাক্তকরণ পরিসর ৫০ মিটারের বেশি এবং রেজোলিউশন ২৫৬ × ১২৮।
ইনগাএতুষারপাতের ফটোডিটেক্টরএটি এক ধরণের ফটোডিটেক্টর যার গঠন চিত্র (c) তে দেখানো হয়েছে। দ্বিগুণ অঞ্চলের ভিতরে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়ায় ইলেকট্রন-গর্ত জোড়া পর্যাপ্ত শক্তি গ্রহণ করে, যাতে পরমাণুর সাথে সংঘর্ষ হয়, নতুন ইলেকট্রন-গর্ত জোড়া তৈরি হয়, একটি তুষারপাতের প্রভাব তৈরি হয় এবং উপাদানের মধ্যে ভারসাম্যহীন বাহকগুলিকে গুণ করা যায়। ২০১৩ সালে, জর্জ এম MBE ব্যবহার করে একটি InP সাবস্ট্রেটে ল্যাটিসের সাথে মিলিত InGaAs এবং InAlAs অ্যালয় বৃদ্ধি করেন, খাদের গঠন, এপিট্যাক্সিয়াল স্তরের পুরুত্ব এবং মড্যুলেটেড ক্যারিয়ার শক্তিতে ডোপিং ব্যবহার করে ইলেক্ট্রোশক আয়নীকরণ সর্বাধিক করার জন্য এবং গর্ত আয়নীকরণ কমানোর জন্য। সমতুল্য আউটপুট সিগন্যাল লাভে, APD কম শব্দ এবং কম অন্ধকার প্রবাহ দেখায়। ২০১৬ সালে, সান জিয়ানফেং এবং অন্যান্যরা InGaAs অ্যালভানেশন ফটোডিটেক্টরের উপর ভিত্তি করে ১৫৭০ এনএম লেজার সক্রিয় ইমেজিং পরীক্ষামূলক প্ল্যাটফর্মের একটি সেট তৈরি করেছিলেন। এর অভ্যন্তরীণ সার্কিটAPD ফটোডিটেক্টরপ্রতিধ্বনি গ্রহণ করে এবং সরাসরি ডিজিটাল সংকেত আউটপুট করে, যা পুরো ডিভাইসটিকে কম্প্যাক্ট করে তোলে। পরীক্ষামূলক ফলাফল চিত্র (d) এবং (e) এ দেখানো হয়েছে। চিত্র (d) হল ইমেজিং টার্গেটের একটি ভৌত ছবি, এবং চিত্র (e) হল একটি ত্রিমাত্রিক দূরত্বের ছবি। এটি স্পষ্টভাবে দেখা যায় যে এলাকা c এর জানালার ক্ষেত্রের A এবং b এর সাথে একটি নির্দিষ্ট গভীরতার দূরত্ব রয়েছে। প্ল্যাটফর্মটি পালস প্রস্থ 10 ns এর কম, একক পালস শক্তি (1 ~ 3) mJ সামঞ্জস্যযোগ্য, গ্রহণকারী লেন্স ক্ষেত্র কোণ 2°, পুনরাবৃত্তি ফ্রিকোয়েন্সি 1 kHz, ডিটেক্টর শুল্ক অনুপাত প্রায় 60% উপলব্ধি করে। APD এর অভ্যন্তরীণ ফটোকারেন্ট লাভ, দ্রুত প্রতিক্রিয়া, কম্প্যাক্ট আকার, স্থায়িত্ব এবং কম খরচের জন্য ধন্যবাদ, APD ফটোডিটেক্টরগুলি PIN ফটোডিটেক্টরগুলির তুলনায় সনাক্তকরণ হারে অনেক বেশি হতে পারে, তাই বর্তমান মূলধারার liDAR প্রধানত অ্যাভালানস ফটোডিটেক্টর দ্বারা প্রভাবিত।
সামগ্রিকভাবে, দেশে এবং বিদেশে InGaAs প্রস্তুতি প্রযুক্তির দ্রুত বিকাশের সাথে সাথে, আমরা দক্ষতার সাথে MBE, MOCVD, LPE এবং অন্যান্য প্রযুক্তি ব্যবহার করে InP সাবস্ট্রেটে বৃহৎ-ক্ষেত্রের উচ্চ-মানের InGaAs এপিট্যাক্সিয়াল স্তর প্রস্তুত করতে পারি। InGaAs ফটোডিটেক্টরগুলি কম অন্ধকার প্রবাহ এবং উচ্চ প্রতিক্রিয়াশীলতা প্রদর্শন করে, সর্বনিম্ন অন্ধকার প্রবাহ 0.75 pA/μm² এর চেয়ে কম, সর্বাধিক প্রতিক্রিয়াশীলতা 0.57 A/W পর্যন্ত, এবং একটি দ্রুত ক্ষণস্থায়ী প্রতিক্রিয়া (ps ক্রম) রয়েছে। InGaAs ফটোডিটেক্টরগুলির ভবিষ্যতের বিকাশ নিম্নলিখিত দুটি দিকের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করবে: (1) InGaAs এপিট্যাক্সিয়াল স্তর সরাসরি Si সাবস্ট্রেটে জন্মানো হয়। বর্তমানে, বাজারে বেশিরভাগ মাইক্রোইলেকট্রনিক ডিভাইস Si ভিত্তিক, এবং পরবর্তীকালে InGaAs এবং Si ভিত্তিক সমন্বিত উন্নয়ন হল সাধারণ প্রবণতা। InGaAs/Si অধ্যয়নের জন্য ল্যাটিস অমিল এবং তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ পার্থক্যের মতো সমস্যাগুলি সমাধান করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ; (২) ১৫৫০ এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রযুক্তি পরিপক্ক হয়েছে, এবং বর্ধিত তরঙ্গদৈর্ঘ্য (২.০ ~ ২.৫) μm হল ভবিষ্যতের গবেষণার দিক। In উপাদানগুলির বৃদ্ধির সাথে সাথে, InP সাবস্ট্রেট এবং InGaAs এপিট্যাক্সিয়াল স্তরের মধ্যে জালির অমিল আরও গুরুতর স্থানচ্যুতি এবং ত্রুটির দিকে পরিচালিত করবে, তাই ডিভাইস প্রক্রিয়া পরামিতিগুলি অপ্টিমাইজ করা, জালির ত্রুটিগুলি হ্রাস করা এবং ডিভাইসের অন্ধকার প্রবাহ হ্রাস করা প্রয়োজন।
পোস্টের সময়: মে-০৬-২০২৪