Detektor Epitaxy Wafer
Sloučeniny skupiny III-V, zejména arsenid galia (GaAs), fosfid india (InP), atd., jsou materiály s přímým zakázaným pásem. Horní část valenčního pásma a spodní část vodivostního pásma jsou umístěny ve stejné poloze ve vlnovém vektorovém k-prostoru. Rekombinace elektronů a děr nemusí vyměňovat hybnost, takže bude vysoká vnitřní kvantová účinnost. Jak GaAs, tak InP lze použít k výrobě detektorů. Epitaxní wafer na bázi InP pro PIN detektory a lavinové detektory (APD) připravuje hlavně MOCVD. Obecně platí, žeepi růstový plátekneobsahuje vysoce koncentrovaný doping typu p. Pro výrobce epitaxních plátků detektorů je difúze Zn běžným prostředkem k vytvoření ohmické kontaktní vrstvy typu p InP nebo InGaAs potřebné pro výrobu zařízení.
1. Specifikace InGaAs Detector Epitaxy Wafer
InP Mobilita >4000 cm2/ (V·s) @ RT, UID <2E15cm-3;
InGaAs Mobilita >10000 cm2/ (V·s) @ RT, UID< 1E 15 cm-3;
Nestejnoměrnost tloušťky <±1%;
Nerovnoměrnost složení (In 0,53Ga 0,47As) <± 1,5 %;
Hustota povrchového defektu (velikost >2um) <10/cm2;
Nerovnoměrnost dopingu < ± 1 % E18
2. Srovnání pro Detector Epitaxy Wafer mezi APD a PIN
InGaAs wafer epitaxe se používá k výrobě mnoha detektorů, jako jsou InGaAs PIN detektory, InGaAs APD detektory, InGaAs Schottkyho detektory a detektory kvantových vrtů atd.
Obecně řečeno, APD na InP epi wafer je vhodný pro přenos na dlouhé vzdálenosti a vysokorychlostní komunikační systémy, které vyžadují vysokou citlivost příjmu; zatímco PIN založený na InGaAs/InP epitaxním plátku je vhodný pro střední a krátké vzdálenosti a středně a nízkorychlostní systémy, zejména komponenty PIN/FET jsou široce používány.
Proto vysoce citlivé detekční materiály, jako napřIII-V epitaxní destičkyInGaAs/InP, jsou vhodnější použití jako v pásmu 1310 ~ 1550nm infračervené komunikace. APD vyrobené na materiálovém systému InGaAs/InP má vyšší kvantovou účinnost a nižší šum temného proudu.
3. Výhody detektoru založeného na InGaAs Epitaxial Wafer
InGaAs má vyšší mobilitu elektronů a nižší nesoulad mřížky a může pracovat při pokojové teplotě a teplotě blízké pokojové teplotě. Proces epitaxe plátku InGaAs je vyzrálejší a jeho pásmo odezvy lze také rozšířit na viditelné světlo. Detektor vyrobený z epitaxního polovodiče InGaAs má proto nejen vynikající vlastnosti dobré IV charakteristiky, nízký temný proud, nízkou rychlost slepých prvků a vysokou citlivost, ale má také vlastnosti vyšší provozní teploty, nízké spotřeby energie součástek, malé hmotnosti. , a dlouhou životnost.
4. Výzvy pro rozšíření blízkých infračervených InGaAs detektorů
Tradiční epitaxní plátek InGaAs typu PIN zahrnuje substrát InP, absorpční vrstvu InGaAs a krycí vrstvu InP.
Pásmová mezera InP je 1,35 eV a odpovídající mezní vlnová délka je 920 nm. Pásmová mezera In0,53Ga0,47As je 0,75eV a odpovídající mezní vlnová délka je 1700nm. Vzhledem k absorpci InP krycí vrstvy nebo substrátu epitaxního plátku je detekční rozsah tradičního InGaAs detektoru 0,9-1,7 m. Pro plošný detektor InGaAs je použit podsvícený pracovní režim. Proto, aby se prodloužila vlnová délka odezvy detektoru na viditelné světlo, musí být InP substrát ztenčen nebo odstraněn během výroby zařízení.
Proto je nejprve nutné najít vhodný způsob odstranění InP substrátu, aby bylo zajištěno, že povrch čipu bude po ztenčení jednotný a poškození a namáhání zařízení jsou malé.
Za druhé, určete tloušťku InP, kterou je třeba ztenčit v procesu výroby epi destičky, a prostudujte propustnost vrstvy InP na epitaxní destičce v pásmech krátkovlnného infračerveného a viditelného světla.
Za třetí, InP je mřížkově spárován s In0,53Ga0,47As. Aby byl zajištěn výkon ztenčeného zařízení, je třeba jako povrchovou pasivační vrstvu vyhradit určitou tloušťku vrstvy InP. Procesní charakteristiky InGaA také určují, že vrstva InP je vyžadována pro zajištění společného katodového kontaktu. To klade další požadavky na dodavatele epitaxních plátků na metodu ředění.
Za čtvrté, v procesu ztenčování dna InP substrátu zbývá tloušťka epitaxního waferového rostoucího čipu pouze několik mikrometrů, což lze velmi snadno zlomit a již nelze vzorovat, a procesní tok detektoru je potřeba upravit.
Za páté, po ztenčení substrátu zařízení, s ohledem na zvýšení povrchového úniku a zvýšení temného proudu zařízení, je třeba zvážit pasivaci povrchu. Aby se zlepšila kvantová účinnost zařízení, je zapotřebí antireflexní vrstva a je třeba zvážit vliv růstu antireflexní vrstvy na kvantovou účinnost ve viditelném a blízkém infračerveném pásmu.
A konečně, v procesu rozšiřování do viditelné oblasti byla změněna struktura epitaxního plátku detektoru, aby se zlepšila kvantová účinnost viditelného pásma a zároveň se zajistil dobrý výkon detektoru v krátkovlnném infračerveném pásmu.
Pro více informací nás prosím kontaktujte e-mailem na sales@ganwafer.com a tech@ganwafer.com.
