Erweiterter InGaAs-Wafer auf InP-Substrat

Indium gallium arsenide (InGaAs) wafer is a ternary compound semiconductor, which is suitable for detector applications. The InGaAs is lattice matched to InP substrate, and InGaAs epi wafer based on InP substrate can response the wavelength from 900 nm to 1700 nm. Moreover, the wavelength can be extended to 2600 nm to meet the space remote sensing needs when increase the In composition at 0.83. Extended InGaAs wafer from Ganwafer can be to fabricate detectors sensitive above 1600 nm up to 2000 nm. More detailed specification of III-V-Epi-Wafermit InGaAs-Aktivschicht siehe unten:

1. InP-basierte InGaAs-Epitaxiestruktur

GANW200114-INGAAS

Hinweis:

Schicht 5 kann Standard-InGaAs oder verspanntes InGaAs sein. Bei verspanntem InGaAs sollte die Wellenlänge des Epitaxialwafers auf InP-Basis 1750 nm, maximal 2000 nm betragen. Wenn > 1750 nm, würde es eine Fehlanpassungs-Versetzungslinie geben. Die Versetzungslinie wirkt sich nicht auf den InGaAs-Wafer selbst aus, sondern auf den Dunkelstrom. Der Dunkelstrom des Gerätes wäre etwas größer.

2. Fehlanpassungs-Versetzungslinie eines InP-basierten InGaAs-Wafers

Wenn der In-Gehalt x größer als 0,53 ist, werden die Gitter von In_xGa_1-xAs und das InP-Substrat stimmen nicht mehr überein, und die Gitterfehlanpassung zwischen den beiden nimmt mit zunehmendem In-Gehalt zu. Die Einführung einer Versetzungslinie führt zur Bildung vieler Defekte. Die Versetzungslinie beeinträchtigt den Wafer selbst nicht, beeinträchtigt jedoch ernsthaft den Dunkelstrom des InGaAs-Detektors. Das Problem des extrem niedrigen Dunkelstroms ist eines der Engpassprobleme, das die Entwicklung photoelektrischer Detektionssysteme auf dem Luft- und Raumfahrtgebiet einschränkt. Die Lösung dieses Problems hängt stark von der Entdeckung neuer Materialien und Durchbrüchen bei den Materialeigenschaften ab. Daher ist es von großer Bedeutung, Grundlagenforschung zu Nahinfrarot-Kernerkennungsmaterialien durchzuführen und neue Phänomene, neue Effekte und die Anpassungsfähigkeit in der Luft- und Raumfahrt im Prozess der Umstellung von Materialien auf Geräte zu erforschen.

3. Gespannte InGaAs/InP-Quantentopftechnologie

Als am weitesten verbreitete aktive Region von Halbleiterlasern weisen InGaAs/InP-Quantentöpfe im Inneren eine quantisierte Teilband- und Stufenzustandsdichte auf, was die Schwellenstromdichte und Temperaturstabilität von Lasern erheblich verbessern wird. Durch Ändern der Breite der Potentialmulde und der Höhe der Potentialbarriere kann das quantisierte Energieintervall geändert werden, und die abstimmbaren Eigenschaften des Lasers können realisiert werden. Verglichen mit dem herkömmlichen Halbleiterlaser mit doppeltem Heteroübergang kann der Schwellenstrom des Lasers effektiv reduziert und die Quanteneffizienz und Differenzverstärkung verbessert werden. Das Einbringen von Spannung in den Quantentopf wird seine eigene Energiebandstruktur und durch Anpassen der Positionen der Bänder schwerer und leichter Löcher im Valenzband die Entwurfsparameter und Freiheitsgrade der InGaAs-Halbleiter-Epitaxiestruktur des Chips erheblich verändern sind erhöht.

Allgemein gesagt verschlimmert die Einführung einer Druckspannung in den InGaAs-Wafer die Änderung der Energiebandfunktion, wodurch der Schwellenstrom des Lasers verringert wird; während die Einführung von Zugspannung die Energiebandfunktion glättet und die Verstärkung des Materials unter hoher Leistung bis zu einem gewissen Grad verbessert. Das Aufkommen verspannter Quantentöpfe ermöglicht es, die gewünschte Energiebandstruktur zu erhalten und die Verstärkung durch Anpassen der Verspannung zu erhöhen, was einen großen Sprung in der Leistung von Halbleiterlasern macht.

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