Detektor Epitaxi Wafer
Grupp III-V-föreningar, speciellt galliumarsenid (GaAs), indiumfosfid (InP), etc., är direktbandgapmaterial. Toppen av valensbandet och botten av ledningsbandet är belägna på samma position i vågvektorns k-utrymme. Rekombination av elektroner och hål behöver inte byta momentum, så det blir hög intern kvanteffektivitet. Både GaAs och InP kan användas för att tillverka detektorer. Den InP-baserade epitaxiskivan för PIN-detektorer och lavindetektorer (APD) framställs huvudsakligen av MOCVD. I allmänhetepi tillväxt waferinnehåller inte högkoncentrationsdopning av p-typ. För tillverkare av detektorepitaxialskivor är Zn-diffusion ett vanligt sätt att göra det ohmska kontaktskiktet av p-typ InP eller InGaAs som krävs för tillverkning av enhet.
1. Specifikation av InGaAs Detector Epitaxi Wafer
InP Mobilitet >4000cm2/ (V·s) @ RT, UID <2E15cm-3;
InGaAs Rörlighet >10000 cm2/ (V·s) @ RT, UID< 1E 15 cm-3;
Ojämnhet av tjocklek <±1%;
Olikformighet i sammansättningen (In 0,53Ga 0,47As) <± 1,5%;
Ytdefektens täthet (Storlek >2um) <10/cm2;
Olikformighet av doping < ± 1 % E18
2. Jämförelse för Detector Epitaxy Wafer mellan APD och PIN
InGaAs wafer epitaxi används för att tillverka många detektorer, såsom InGaAs PIN-detektorer, InGaAs APD-detektorer, InGaAs Schottky-detektorer och kvantbrunnsdetektorer, etc.
Generellt sett är APD on InP epi wafer lämplig för långdistansöverföring och höghastighetskommunikationssystem som kräver hög mottagningskänslighet; medan PIN baserad på InGaAs/InP epitaxial wafer är lämplig för medelstora och korta avstånd samt medelhöga och låga hastighetssystem, används särskilt PIN/FET-komponenter i stor utsträckning.
Därför kan högkänsliga detektionsmaterial, som t.exIII-V epitaxiella wafersav InGaAs/InP, är mer lämplig användning som i 1310 ~ 1550nm bandet för infraröd kommunikation. APD som produceras på InGaAs/InP materialsystem har högre kvanteffektivitet och lägre mörkströmsbrus.
3. Fördelar med detektor baserad på InGaAs Epitaxial Wafer
InGaAs har högre elektronrörlighet och lägre gittermissanpassning och kan fungera vid rumstemperatur och nära rumstemperatur. InGaAs wafer-epitaxiprocessen är mer mogen, och dess svarsband kan också utökas till synligt ljus. Därför har detektorn gjord av InGaAs epitaxihalvledare inte bara de utmärkta egenskaperna för goda IV-egenskaper, låg mörkström, låg blindelementhastighet och hög känslighet, utan har också egenskaperna för högre driftstemperatur, låg komponentströmförbrukning, liten vikt och lång livslängd.
4. Utmaningar för utbyggnaden av nära-infraröda InGaAs-detektorer
Traditionell InGaAs epitaxialfilmskiva av PIN-typ inkluderar InP-substrat, InGaAs-absorberande skikt och InP-lockskikt.
Bandgapet för InP är 1,35 eV, och motsvarande cut-off våglängd är 920 nm. Bandgapet för In0.53Ga0.47As är 0.75eV, och motsvarande cut-off-våglängd är 1700nm. På grund av absorptionen av InP-lockskiktet eller substratet av epitaxiskiva är detektionsområdet för den traditionella InGaAs-detektorn 0,9-1,7 m. För InGaAs area array-detektorn används det bakgrundsbelysta arbetsläget. Därför, för att förlänga svarsvåglängden för detektorn till synligt ljus, måste InP-substratet tunnas ut eller tas bort under enhetens tillverkning.
Därför är det först nödvändigt att hitta en lämplig metod för att ta bort InP-substratet, för att säkerställa att spånets yta är likformig efter gallring och att skadan och påfrestningarna på enheten är små.
För det andra, bestäm tjockleken på InP som behöver tunnas ut i tillverkningsprocessen för epiwafer, och studera transmittansen för InP-skiktet på epitaxiskivan i de kortvågiga infraröda och synliga ljusbanden.
För det tredje är InP gittermatchad med In0.53Ga0.47As. För att säkerställa prestandan hos den förtunnade enheten måste en viss tjocklek av InP-skiktet reserveras som ytpassiveringsskiktet. Processegenskaperna hos InGaAs bestämmer också att InP-skiktet krävs för att tillhandahålla en gemensam katodkontakt. Detta ställer ytterligare krav för leverantörer av epitaxialwafer på gallringsmetoden.
För det fjärde, i processen att tunna ut botten av InP-substratet, är tjockleken på det epitaxiala wafer-odlingschipset bara några mikrometer kvar, vilket är mycket lätt att brytas och inte längre kan mönstras, och detektorns processflöde behöver justeras.
För det femte, efter uttunning av enhetens substrat, med tanke på ökningen av ytläckage och ökning av enhetens mörkström, måste ytpassivering övervägas. För att förbättra anordningens kvanteffektivitet krävs en antireflektionsbeläggning och påverkan av att växa antireflektionsbeläggningen på kvanteffektiviteten i de synliga och nära-infraröda banden måste beaktas.
Slutligen, i processen att expandera till det synliga, ändrades strukturen på detektorepitaxskivan för att förbättra kvanteffektiviteten för det synliga bandet samtidigt som det säkerställdes god prestanda för detektorn i det kortvågiga infraröda bandet.
För mer information, kontakta oss via e-post på sales@ganwafer.com och tech@ganwafer.com.
