ਦੀ ਬਣਤਰInGaAs ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ
1980 ਦੇ ਦਹਾਕੇ ਤੋਂ, ਖੋਜਕਰਤਾ InGaAs ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਬਣਤਰ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰ ਰਹੇ ਹਨ, ਜਿਸਨੂੰ ਤਿੰਨ ਮੁੱਖ ਕਿਸਮਾਂ ਵਿੱਚ ਸੰਖੇਪ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ: InGaAs ਧਾਤ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਧਾਤਫੋਟੋ ਡਿਟੈਕਟਰ(MSM-PD), InGaAsਪਿੰਨ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ(PIN-PD), ਅਤੇ InGaAsਐਵਲੈੰਸਮੈਂਟ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ(APD-PD)। ਵੱਖ-ਵੱਖ ਬਣਤਰਾਂ ਵਾਲੇ InGaAs ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਉਤਪਾਦਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਅਤੇ ਲਾਗਤ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਅੰਤਰ ਹਨ, ਅਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਵੀ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਅੰਤਰ ਹਨ।
InGaAs ਮੈਟਲ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਮੈਟਲ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਸਟ੍ਰਕਚਰ ਦਾ ਸਕੀਮੈਟਿਕ ਡਾਇਗ੍ਰਾਮ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਸਕੌਟਕੀ ਜੰਕਸ਼ਨ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਇੱਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਬਣਤਰ ਹੈ। 1992 ਵਿੱਚ, ਸ਼ੀ ਅਤੇ ਹੋਰਾਂ ਨੇ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਲੇਅਰਾਂ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਅਤੇ InGaAs MSM ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਤਿਆਰ ਕਰਨ ਲਈ ਘੱਟ-ਦਬਾਅ ਵਾਲੀ ਧਾਤੂ ਜੈਵਿਕ ਭਾਫ਼ ਪੜਾਅ ਐਪੀਟੈਕਸੀ (LP-MOVPE) ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ। ਡਿਵਾਈਸ ਵਿੱਚ 1.3 μ m ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ 'ਤੇ 0.42 A/W ਦੀ ਉੱਚ ਜਵਾਬਦੇਹੀ ਹੈ ਅਤੇ 1.5 V 'ਤੇ 5.6 pA/μ m ² ਤੋਂ ਘੱਟ ਦਾ ਗੂੜ੍ਹਾ ਕਰੰਟ ਹੈ। 1996 ਵਿੱਚ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ InAlAs InGaAs InP ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਲੇਅਰਾਂ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਗੈਸ-ਫੇਜ਼ ਅਣੂ ਬੀਮ ਐਪੀਟੈਕਸੀ (GSMBE) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ, ਜਿਸਨੇ ਉੱਚ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧਕਤਾ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ। ਵਿਕਾਸ ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਨੂੰ ਐਕਸ-ਰੇ ਵਿਭਿੰਨਤਾ ਮਾਪਾਂ ਦੁਆਰਾ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ 1 × 10 ⁻ ³ ਦੀ ਰੇਂਜ ਦੇ ਅੰਦਰ InGaAs ਅਤੇ InAlAs ਲੇਅਰਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਜਾਲੀ ਮੇਲ ਨਹੀਂ ਖਾਂਦਾ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਡਿਵਾਈਸ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ, 10 V 'ਤੇ 0.75 pA/μm ² ਤੋਂ ਘੱਟ ਡਾਰਕ ਕਰੰਟ ਅਤੇ 5 V 'ਤੇ 16 ps ਦਾ ਤੇਜ਼ ਅਸਥਾਈ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦੇ ਨਾਲ। ਕੁੱਲ ਮਿਲਾ ਕੇ, MSM ਸਟ੍ਰਕਚਰ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਸਧਾਰਨ ਅਤੇ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਆਸਾਨ ਬਣਤਰ ਹੈ, ਜੋ ਘੱਟ ਡਾਰਕ ਕਰੰਟ (pA ਪੱਧਰ) ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਪਰ ਮੈਟਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਡਿਵਾਈਸ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੋਖਣ ਖੇਤਰ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਹੋਰ ਬਣਤਰਾਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਘੱਟ ਜਵਾਬਦੇਹੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
InGaAs PIN ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਵਿੱਚ P-ਟਾਈਪ ਸੰਪਰਕ ਪਰਤ ਅਤੇ N-ਟਾਈਪ ਸੰਪਰਕ ਪਰਤ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਅੰਦਰੂਨੀ ਪਰਤ ਪਾਈ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਡਿਪਲੇਸ਼ਨ ਖੇਤਰ ਦੀ ਚੌੜਾਈ ਨੂੰ ਵਧਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਵਧੇਰੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਹੋਲ ਜੋੜੇ ਰੇਡੀਏਟ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇੱਕ ਵੱਡਾ ਫੋਟੋਕਰੰਟ ਬਣਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਚਾਲਕਤਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। 2007 ਵਿੱਚ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਘੱਟ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਬਫਰ ਪਰਤਾਂ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ MBE ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ, ਸਤਹ ਦੀ ਖੁਰਦਰੀ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਇਆ ਅਤੇ Si ਅਤੇ InP ਵਿਚਕਾਰ ਜਾਲੀ ਦੇ ਮੇਲ ਨੂੰ ਦੂਰ ਕੀਤਾ। ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ MOCVD ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ InP ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ InGaAs PIN ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਕੀਤਾ, ਅਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਦੀ ਜ਼ਿੰਮੇਵਾਰੀ ਲਗਭਗ 0.57 A/W ਸੀ। 2011 ਵਿੱਚ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਨੈਵੀਗੇਸ਼ਨ, ਰੁਕਾਵਟ/ਟੱਕਰ ਤੋਂ ਬਚਣ, ਅਤੇ ਛੋਟੇ ਮਾਨਵ ਰਹਿਤ ਜ਼ਮੀਨੀ ਵਾਹਨਾਂ ਦੀ ਨਿਸ਼ਾਨਾ ਖੋਜ/ਪਛਾਣ ਲਈ ਇੱਕ ਛੋਟੀ-ਰੇਂਜ LiDAR ਇਮੇਜਿੰਗ ਡਿਵਾਈਸ ਵਿਕਸਤ ਕਰਨ ਲਈ PIN ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ। ਡਿਵਾਈਸ ਨੂੰ ਇੱਕ ਘੱਟ-ਕੀਮਤ ਵਾਲੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਐਂਪਲੀਫਾਇਰ ਚਿੱਪ ਨਾਲ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਜਿਸ ਨਾਲ InGaAs PIN ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਦੇ ਸਿਗਨਲ-ਤੋਂ-ਸ਼ੋਰ ਅਨੁਪਾਤ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਸੁਧਾਰ ਹੋਇਆ ਸੀ। ਇਸ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, 2012 ਵਿੱਚ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇਸ LiDAR ਇਮੇਜਿੰਗ ਡਿਵਾਈਸ ਨੂੰ ਰੋਬੋਟਾਂ 'ਤੇ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ, ਜਿਸਦੀ ਖੋਜ ਰੇਂਜ 50 ਮੀਟਰ ਤੋਂ ਵੱਧ ਸੀ ਅਤੇ ਰੈਜ਼ੋਲਿਊਸ਼ਨ 256 × 128 ਤੱਕ ਵਧ ਗਿਆ।
InGaAs ਐਵਲੈੰਚ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਇੱਕ ਕਿਸਮ ਦਾ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਲਾਭ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਬਣਤਰ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਹੋਲ ਜੋੜੇ ਡਬਲਿੰਗ ਖੇਤਰ ਦੇ ਅੰਦਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਦੀ ਕਿਰਿਆ ਦੇ ਅਧੀਨ ਲੋੜੀਂਦੀ ਊਰਜਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਨਵੇਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਹੋਲ ਜੋੜੇ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਨਾਲ ਟਕਰਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਐਵਲੈੰਚ ਪ੍ਰਭਾਵ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿੱਚ ਗੈਰ-ਸੰਤੁਲਨ ਚਾਰਜ ਕੈਰੀਅਰਾਂ ਨੂੰ ਦੁੱਗਣਾ ਕਰਦੇ ਹਨ। 2013 ਵਿੱਚ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ InP ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਜਾਲੀ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੇ InGaAs ਅਤੇ InAlAs ਅਲੌਇਜ਼ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ MBE ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ, ਮਿਸ਼ਰਤ ਰਚਨਾ, ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਪਰਤ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਅਤੇ ਡੋਪਿੰਗ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਦੁਆਰਾ ਕੈਰੀਅਰ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਮੋਡਿਊਲੇਟ ਕੀਤਾ, ਛੇਕ ਆਇਓਨਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਘੱਟ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸ਼ੌਕ ਆਇਓਨਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਕੀਤਾ। ਬਰਾਬਰ ਆਉਟਪੁੱਟ ਸਿਗਨਲ ਲਾਭ ਦੇ ਤਹਿਤ, APD ਘੱਟ ਸ਼ੋਰ ਅਤੇ ਘੱਟ ਡਾਰਕ ਕਰੰਟ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। 2016 ਵਿੱਚ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ InGaAs ਐਵਲੈੰਚ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਾਂ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਇੱਕ 1570 nm ਲੇਜ਼ਰ ਐਕਟਿਵ ਇਮੇਜਿੰਗ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਪਲੇਟਫਾਰਮ ਬਣਾਇਆ। ਦਾ ਅੰਦਰੂਨੀ ਸਰਕਟAPD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਈਆਂ ਗੂੰਜਾਂ ਅਤੇ ਸਿੱਧੇ ਡਿਜੀਟਲ ਸਿਗਨਲਾਂ ਨੂੰ ਆਉਟਪੁੱਟ, ਪੂਰੇ ਡਿਵਾਈਸ ਨੂੰ ਸੰਖੇਪ ਬਣਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਨਤੀਜੇ ਚਿੱਤਰਾਂ (d) ਅਤੇ (e) ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਚਿੱਤਰ (d) ਇਮੇਜਿੰਗ ਟੀਚੇ ਦੀ ਇੱਕ ਭੌਤਿਕ ਫੋਟੋ ਹੈ, ਅਤੇ ਚਿੱਤਰ (e) ਇੱਕ ਤਿੰਨ-ਅਯਾਮੀ ਦੂਰੀ ਚਿੱਤਰ ਹੈ। ਇਹ ਸਪੱਸ਼ਟ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦੇਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਜ਼ੋਨ C ਵਿੱਚ ਵਿੰਡੋ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਜ਼ੋਨ A ਅਤੇ B ਤੋਂ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਡੂੰਘਾਈ ਦੀ ਦੂਰੀ ਹੈ। ਇਹ ਪਲੇਟਫਾਰਮ 10 ns ਤੋਂ ਘੱਟ ਦੀ ਪਲਸ ਚੌੜਾਈ, ਐਡਜਸਟੇਬਲ ਸਿੰਗਲ ਪਲਸ ਊਰਜਾ (1-3) mJ, ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਟਿੰਗ ਅਤੇ ਰਿਸੀਵਿੰਗ ਲੈਂਸਾਂ ਲਈ 2 ° ਦਾ ਇੱਕ ਫੀਲਡ ਆਫ ਵਿਊ ਐਂਗਲ, 1 kHz ਦੀ ਦੁਹਰਾਓ ਦਰ, ਅਤੇ ਲਗਭਗ 60% ਦਾ ਇੱਕ ਡਿਟੈਕਟਰ ਡਿਊਟੀ ਚੱਕਰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਅੰਦਰੂਨੀ ਫੋਟੋਕਰੰਟ ਲਾਭ, ਤੇਜ਼ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ, ਸੰਖੇਪ ਆਕਾਰ, ਟਿਕਾਊਤਾ, ਅਤੇ APD ਦੀ ਘੱਟ ਲਾਗਤ ਦੇ ਕਾਰਨ, APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਇੱਕ ਖੋਜ ਦਰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ ਜੋ PIN ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਨਾਲੋਂ ਇੱਕ ਕ੍ਰਮ ਵੱਧ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ ਮੁੱਖ ਧਾਰਾ ਲੇਜ਼ਰ ਰਾਡਾਰ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਐਵਲੈੰਚ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਪੋਸਟ ਸਮਾਂ: ਫਰਵਰੀ-11-2026