Wafer Epitaksi Pengesan
Sebatian Kumpulan III-V, terutamanya gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), dsb., adalah bahan celah jalur langsung. Bahagian atas jalur valens dan bahagian bawah jalur konduksi terletak pada kedudukan yang sama dalam ruang vektor gelombang. Penggabungan semula elektron dan lubang tidak perlu bertukar momentum, jadi akan ada kecekapan kuantum dalaman yang tinggi. Kedua-dua GaA dan InP boleh digunakan untuk mengarang pengesan. Wafer epitaksi berasaskan InP untuk pengesan PIN dan pengesan avalanche (APD) disediakan terutamanya oleh MOCVD. Secara amnya,wafer pertumbuhan epitidak mengandungi doping jenis p berkepekatan tinggi. Untuk pengeluar wafer epitaxial pengesan, penyebaran Zn ialah cara biasa untuk membuat lapisan sentuhan ohmik InP atau InGaAs jenis p yang diperlukan untuk fabrikasi peranti.
1. Spesifikasi Wafer Epitaksi Pengesan InGaAs
Mobiliti InP >4000cm2/ (V·s) @ RT, UID <2E15cm-3;
Mobiliti InGaAs >10000 cm2/ (V·s) @ RT, UID< 1E 15 cm-3;
Ketidakseragaman ketebalan <±1%;
Ketidakseragaman komposisi (Dalam 0.53Ga 0.47As) <± 1.5%;
Ketumpatan kecacatan permukaan (Saiz >2um) <10/cm2;
Ketidakseragaman doping < ± 1% E18
2. Perbandingan untuk Wafer Epitaksi Pengesan antara APD dan PIN
Epitaksi wafer InGaAs digunakan untuk mengarang banyak pengesan, seperti pengesan PIN InGaAs, pengesan APD InGaAs, pengesan Schottky InGaAs dan pengesan telaga kuantum, dsb.
Secara umumnya, APD pada wafer epi InP sesuai untuk transmisi jarak jauh dan sistem komunikasi berkelajuan tinggi yang memerlukan sensitiviti penerimaan yang tinggi; manakala PIN berdasarkan wafer epitaxial InGaAs/InP sesuai untuk jarak sederhana dan pendek serta sistem kelajuan sederhana dan rendah, terutamanya komponen PIN/FET digunakan secara meluas.
Oleh itu, bahan pengesanan sensitiviti tinggi, sepertiIII-V wafer epitaxialInGaAs/InP, adalah penggunaan yang lebih sesuai seperti dalam jalur komunikasi inframerah 1310 ~ 1550nm. APD yang dihasilkan pada sistem bahan InGaAs/InP mempunyai kecekapan kuantum yang lebih tinggi dan hingar arus gelap yang lebih rendah.
3. Kelebihan Pengesan berdasarkan Wafer Epitaxial InGaAs
InGaAs mempunyai mobiliti elektron yang lebih tinggi dan ketidakpadanan kekisi yang lebih rendah, dan boleh berfungsi pada suhu bilik dan berhampiran suhu bilik. Proses epitaksi wafer InGaAs lebih matang, dan jalur tindak balasnya juga boleh dilanjutkan kepada cahaya yang boleh dilihat. Oleh itu, pengesan yang diperbuat daripada semikonduktor epitaksi InGaAs bukan sahaja mempunyai ciri-ciri cemerlang ciri IV yang baik, arus gelap rendah, kadar unsur buta rendah, dan kepekaan tinggi, tetapi juga mempunyai ciri-ciri suhu operasi yang lebih tinggi, penggunaan kuasa komponen rendah, berat kecil. , dan panjang umur.
4. Cabaran untuk Perluasan Pengesan InGaA Inframerah Dekat
Wafer filem epitaxial InGaAs jenis PIN tradisional termasuk substrat InP, lapisan penyerap InGaAs dan lapisan penutup InP.
Jurang jalur InP ialah 1.35eV, dan panjang gelombang potong yang sepadan ialah 920nm. Jurang jalur In0.53Ga0.47As ialah 0.75eV, dan panjang gelombang potong yang sepadan ialah 1700nm. Disebabkan oleh penyerapan lapisan penutup InP atau substrat wafer epitaksi, julat pengesanan pengesan InGaAs tradisional ialah 0.9-1.7 m. Untuk pengesan tatasusunan kawasan InGaAs, mod kerja bercahaya belakang diguna pakai. Oleh itu, untuk memanjangkan panjang gelombang tindak balas pengesan kepada cahaya yang boleh dilihat, substrat InP perlu ditipis atau dialih keluar semasa fabrikasi peranti.
Oleh itu, pertama sekali perlu mencari kaedah yang sesuai untuk mengeluarkan substrat InP, untuk memastikan permukaan cip adalah seragam selepas penipisan, dan kerosakan serta tekanan yang disebabkan pada peranti adalah kecil.
Kedua, tentukan ketebalan InP yang perlu dinipiskan dalam proses pembuatan wafer epi, dan kaji ketransmisian lapisan InP pada wafer epitaksi dalam jalur cahaya inframerah dan cahaya nampak gelombang pendek.
Ketiga, InP dipadankan dengan kekisi dengan In0.53Ga0.47As. Untuk memastikan prestasi peranti yang dinipiskan, ketebalan lapisan InP tertentu perlu dikhaskan sebagai lapisan pempasifan permukaan. Ciri-ciri proses InGaAs juga menentukan bahawa lapisan InP diperlukan untuk menyediakan sentuhan katod biasa. Ini mengemukakan keperluan lanjut untuk pembekal wafer epitaxial mengenai kaedah penipisan.
Keempat, dalam proses penipisan bahagian bawah substrat InP, ketebalan cip tumbuh wafer epitaxial hanya tinggal beberapa mikrometer sahaja, yang sangat mudah dipecahkan dan tidak lagi boleh dicorakkan, dan aliran proses pengesan. perlu diselaraskan.
Kelima, selepas menipiskan substrat peranti, memandangkan peningkatan kebocoran permukaan dan meningkatkan arus gelap peranti, pempasifan permukaan perlu dipertimbangkan. Untuk meningkatkan kecekapan kuantum peranti, salutan anti-pantulan diperlukan dan pengaruh pertumbuhan salutan antipantulan pada kecekapan kuantum dalam jalur inframerah kelihatan dan dekat perlu dipertimbangkan.
Akhirnya, dalam proses mengembangkan kepada yang boleh dilihat, struktur wafer epitaksi pengesan telah diubah untuk meningkatkan kecekapan kuantum jalur yang kelihatan sambil memastikan prestasi pengesan yang baik dalam jalur inframerah gelombang pendek.
Untuk maklumat lebih lanjut, sila hubungi kami melalui e-mel di sales@ganwafer.com dan tech@ganwafer.com.
