کی ساختInGaAs فوٹو ڈیٹیکٹر
1980 کی دہائی سے، محققین InGaAs photodetectors کی ساخت کا مطالعہ کر رہے ہیں، جس کا خلاصہ تین اہم اقسام میں کیا جا سکتا ہے: InGaAs دھاتی سیمی کنڈکٹر دھاتفوٹو ڈیٹیکٹر(MSM-PD)، InGaAsPIN فوٹو ڈیٹیکٹر(PIN-PD)، اور InGaAsبرفانی تودہ فوٹو ڈیٹیکٹر(APD-PD)۔ مختلف ڈھانچے والے InGaAs فوٹو ڈیٹیکٹرز کی پیداواری عمل اور لاگت میں نمایاں فرق ہیں، اور ڈیوائس کی کارکردگی میں بھی نمایاں فرق ہیں۔
InGaAs میٹل سیمی کنڈکٹر میٹل فوٹو ڈیٹیکٹر ڈھانچے کا اسکیمیٹک خاکہ تصویر میں دکھایا گیا ہے، جو Schottky جنکشن پر مبنی ایک خاص ڈھانچہ ہے۔ 1992 میں، شی وغیرہ۔ epitaxial تہوں کو اگانے اور InGaAs MSM فوٹو ڈیٹیکٹر تیار کرنے کے لیے لو پریشر میٹل آرگینک ویپر فیز ایپیٹیکسی (LP-MOVPE) ٹیکنالوجی کا استعمال کیا۔ ڈیوائس میں 1.3 μm کی طول موج پر 0.42 A/W کی اعلی ذمہ داری ہے اور 1.5 V پر 5.6 pA/μm ² سے کم تاریک کرنٹ ہے۔ 1996 میں، محققین نے گیس فیز مالیکیولر بیم ایپیٹیکسی (GSMBE) کا استعمال کیا تاکہ InAlAs InPxhiep کی اعلی تہہ ہو، مزاحمتی خصوصیات ایکس رے کے پھیلاؤ کی پیمائش کے ذریعے ترقی کے حالات کو بہتر بنایا گیا، جس کے نتیجے میں 1 × 10 ⁻ ³ کی حد کے اندر InGaAs اور InAlAs تہوں کے درمیان جعلی مماثلت پیدا ہوئی۔ نتیجے کے طور پر، آلہ کی کارکردگی کو بہتر بنایا گیا، 10 V پر 0.75 PA/μm ² سے کم تاریک کرنٹ اور 5 V پر 16 ps کے تیز عارضی ردعمل کے ساتھ۔ مجموعی طور پر، MSM ڈھانچہ فوٹو ڈیٹیکٹر ایک سادہ اور مربوط ڈھانچہ رکھتا ہے، جو کم تاریک کرنٹ (پی اے لیول) کو ظاہر کرتا ہے، لیکن دھاتی الیکٹروڈ کے مقابلے میں مؤثر طریقے سے آلے کی روشنی کے رقبے کو کم کرتا ہے۔ دوسرے ڈھانچے کو.
InGaAs PIN فوٹو ڈیٹیکٹر میں P- قسم کی رابطہ پرت اور N- قسم کی رابطہ تہہ کے درمیان ایک اندرونی تہہ ڈالی گئی ہے، جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے، جو کہ کمی کے علاقے کی چوڑائی کو بڑھاتا ہے، اس طرح الیکٹران ہول کے مزید جوڑے پھیلتے ہیں اور ایک بڑا فوٹوکورنٹ بنتا ہے، اس طرح بہترین الیکٹرانک چالکتا کی نمائش ہوتی ہے۔ 2007 میں، محققین نے MBE کا استعمال کم درجہ حرارت کی بفر تہوں کو بڑھانے، سطح کی کھردری کو بہتر بنانے اور Si اور InP کے درمیان جالیوں کی مماثلت پر قابو پانے کے لیے کیا۔ انہوں نے MOCVD کا استعمال کرتے ہوئے InP سبسٹریٹس پر InGaAs PIN ڈھانچے کو مربوط کیا، اور ڈیوائس کی ذمہ داری تقریباً 0.57 A/W تھی۔ 2011 میں، محققین نے نیویگیشن، رکاوٹ/تصادم سے بچنے، اور چھوٹی بغیر پائلٹ زمینی گاڑیوں کی ٹارگٹ کا پتہ لگانے/پہچاننے کے لیے ایک مختصر فاصلے کے LiDAR امیجنگ ڈیوائس کو تیار کرنے کے لیے PIN فوٹو ڈیٹیکٹرز کا استعمال کیا۔ ڈیوائس کو ایک کم لاگت مائکروویو ایمپلیفائر چپ کے ساتھ مربوط کیا گیا تھا، جس سے InGaAs PIN فوٹو ڈیٹیکٹرز کے سگنل ٹو شور کے تناسب کو نمایاں طور پر بہتر بنایا گیا تھا۔ اس بنیاد پر، 2012 میں، محققین نے اس LiDAR امیجنگ ڈیوائس کو روبوٹ پر لاگو کیا، جس کا پتہ لگانے کی حد 50 میٹر سے زیادہ تھی اور ریزولوشن بڑھ کر 256×128 ہو گیا۔
InGaAs avalanche photodetector فائدہ کے ساتھ فوٹو ڈیٹیکٹر کی ایک قسم ہے، جیسا کہ ساختی خاکہ میں دکھایا گیا ہے۔ الیکٹران ہول کے جوڑے دوگنا ہونے والے علاقے کے اندر برقی میدان کے عمل کے تحت کافی توانائی حاصل کرتے ہیں، اور نئے الیکٹران ہول جوڑے پیدا کرنے کے لیے ایٹموں سے ٹکراتے ہیں، جو برفانی تودے کا اثر بناتے ہیں اور مواد میں غیر متوازن چارج کیریئرز کو دوگنا کرتے ہیں۔ 2013 میں، محققین نے MBE کا استعمال InP ذیلی جگہوں پر InGaAs اور InAlAs کے مماثل جالیوں کو اگانے کے لیے کیا، الائے کمپوزیشن، ایپیٹیکسیل پرت کی موٹائی، اور ڈوپنگ میں تبدیلیوں کے ذریعے کیریئر انرجی کو ماڈیول کرتے ہوئے، زیادہ سے زیادہ الیکٹرو شاک آئنائزیشن جبکہ ہول آئنائزیشن کو کم سے کم کیا۔ مساوی آؤٹ پٹ سگنل حاصل کرنے کے تحت، APD کم شور اور کم تاریک کرنٹ کی نمائش کرتا ہے۔ 2016 میں، محققین نے InGaAs avalanche photodetectors پر مبنی 1570 nm لیزر ایکٹو امیجنگ تجرباتی پلیٹ فارم بنایا۔ کے اندرونی سرکٹاے پی ڈی فوٹو ڈیٹیکٹربازگشت موصول ہوئی اور براہ راست آؤٹ پٹ ڈیجیٹل سگنلز، پورے ڈیوائس کو کمپیکٹ بناتے ہوئے۔ تجرباتی نتائج اعداد و شمار (d) اور (e) میں دکھائے گئے ہیں۔ تصویر (d) امیجنگ ہدف کی ایک جسمانی تصویر ہے، اور شکل (e) تین جہتی فاصلے کی تصویر ہے۔ یہ واضح طور پر دیکھا جا سکتا ہے کہ زون C میں ونڈو ایریا زون A اور B سے ایک خاص گہرائی کا فاصلہ رکھتا ہے۔ یہ پلیٹ فارم 10 ns سے کم پلس چوڑائی، ایڈجسٹ ایبل سنگل پلس انرجی (1-3) mJ، لینز کی منتقلی اور وصول کرنے کے لیے 2 ° کا زاویہ دیکھنے کا فیلڈ، ریپیٹیشن ریٹ، ایک kHe کی رفتار اور 1 kH کی دہرائی کی رفتار کو حاصل کرتا ہے۔ 60% اندرونی فوٹو کرنٹ حاصل، تیز رسپانس، کمپیکٹ سائز، پائیداری، اور APD کی کم قیمت کی بدولت، APD فوٹو ڈیٹیکٹر پتہ لگانے کی شرح حاصل کر سکتے ہیں جو PIN فوٹو ڈیٹیکٹرز سے ایک ترتیب زیادہ ہے۔ لہذا، فی الحال مرکزی دھارے کا لیزر ریڈار بنیادی طور پر برفانی تودے کے فوٹو ڈیٹیکٹر استعمال کرتا ہے۔
پوسٹ ٹائم: فروری 11-2026