Detektor Epitaxy Wafer

Gruppe III-V forbindelser, især galliumarsenid (GaAs), indiumphosphid (InP), etc., er direkte båndgab materialer. Toppen af ​​valensbåndet og bunden af ​​ledningsbåndet er placeret på samme position i bølgevektoren k-rummet. Rekombination af elektroner og huller behøver ikke at udveksle momentum, så der vil være høj intern kvanteeffektivitet. Både GaAs og InP kan bruges til at fremstille detektorer. Den InP-baserede epitaksywafer til PIN-detektorer og lavinedetektorer (APD) er hovedsageligt forberedt af MOCVD. Generelt erepi vækst waferindeholder ikke højkoncentreret p-type doping. For producenter af detektorepitaksiale wafers er Zn-diffusion et almindeligt middel til at fremstille det p-type InP eller InGaAs ohmske kontaktlag, der kræves til enhedsfremstilling.

1. Specifikation af InGaAs Detector Epitaxy Wafer

InP Mobilitet >4000cm²/ (V·s) @ RT, UID <2E15cm^-3;

InGaAs Mobilitet >10000 cm²/ (V·s) @ RT, UID< 1E 15 cm^-3;

Uensartet tykkelse <±1%;

Uensartethed af sammensætning (In 0,53Ga 0,47As) <± 1,5%;

Densiteten af ​​overfladedefekter (Størrelse >2um) <10/cm²;

Uensartethed af doping < ± 1 % E18

2. Sammenligning for Detector Epitaxy Wafer mellem APD og PIN

InGaAs wafer-epitaksi bruges til at fremstille mange detektorer, såsom InGaAs PIN-detektorer, InGaAs APD-detektorer, InGaAs Schottky-detektorer og kvantebrønddetektorer osv.

Generelt er APD på InP epi wafer velegnet til langdistancetransmission og højhastighedskommunikationssystemer, der kræver høj modtagefølsomhed; mens PIN baseret på InGaAs/InP epitaksial wafer er velegnet til mellem- og kortdistance- og mellem- og lavhastighedssystemer, er især PIN/FET-komponenter meget brugt.

Derfor kan højfølsomme detektionsmaterialer, som f.eksIII-V epitaksiale wafereaf InGaAs/InP, er mere passende brug som i 1310 ~ 1550nm båndet for infrarød kommunikation. APD'en produceret på InGaAs/InP materialesystem har højere kvanteeffektivitet og lavere mørk strømstøj.

3. Fordele ved detektor baseret på InGaAs epitaksial wafer

InGaAs has higher electron mobility and lower lattice mismatch, and can work at room temperature and near room temperature. The InGaAs wafer epitaxy process is more mature, and its response band can also be extended to visible light. Therefore, the detector made of InGaAs epitaxy semiconductor not only has the excellent characteristics of good IV characteristics, low dark current, low blind element rate, and high sensitivity, but also has the characteristics of higher operating temperature, low component power consumption, small weight, and long life.

4. Challenges for the Expansion of Near-Infrared InGaAs Detectors

Traditional PIN-type InGaAs epitaxial film wafer include InP substrate, InGaAs absorber layer and InP cap layer.

The band gap of InP is 1.35eV, and the corresponding cut-off wavelength is 920nm. The band gap of In0.53Ga0.47As is 0.75eV, and the corresponding cut-off wavelength is 1700nm. Due to the absorption of the InP cap layer or the substrate of epitaxy wafer, the detection range of the traditional InGaAs detector is 0.9-1.7 m. For the InGaAs area array detector, the back-illuminated working mode is adopted. Therefore, in order to extend the response wavelength of the detector to visible light, the InP substrate needs to be thinned or removed during the device fabrication.

Derfor er det først og fremmest nødvendigt at finde en passende metode til at fjerne InP-substratet for at sikre, at spånoverfladen er ensartet efter udtynding, og skaden og belastningen på enheden er lille.

For det andet skal du bestemme tykkelsen af ​​InP, der skal fortyndes i epi-wafer-fremstillingsprocessen, og studere transmittansen af ​​InP-laget på epitaxi-waferen i de kortbølgede infrarøde og synlige lysbånd.

For det tredje er InP gitter-matchet med In0.53Ga0.47As. For at sikre ydeevnen af ​​den fortyndede enhed skal en vis tykkelse af InP-laget reserveres som overfladepassiveringslaget. InGaAs's procesegenskaber bestemmer også, at InP-laget er påkrævet for at give en fælles katodekontakt. Dette stiller yderligere krav til leverandører af epitaksiale wafers til udtyndingsmetoden.

For det fjerde, i processen med at udtynde bunden af ​​InP-substratet, er tykkelsen af ​​den epitaksiale wafer-voksende chip kun et par mikrometer tilbage, hvilket er meget let at brydes og ikke længere kan mønstres, og procesflowet af detektoren skal justeres.

For det femte, efter udtynding af enhedssubstratet, i betragtning af stigningen i overfladelækage og forøgelse af enhedens mørkestrøm, skal overfladepassivering overvejes. For at forbedre enhedens kvanteeffektivitet kræves der en antirefleksbelægning, og indflydelsen af ​​at vokse antirefleksbelægningen på kvanteeffektiviteten i de synlige og nær-infrarøde bånd skal overvejes.

Endelig, i processen med at ekspandere til det synlige, blev strukturen af ​​detektorepitaxy wafer ændret for at forbedre kvanteeffektiviteten af ​​det synlige bånd, samtidig med at det sikredes detektorens gode ydeevne i det kortbølgede infrarøde bånd.

For mere information, kontakt os venligst e-mail på sales@ganwafer.com og tech@ganwafer.com.