Dedektör Epitaksi Gofret
Grup III-V bileşikleri, özellikle galyum arsenit (GaAs), indiyum fosfit (InP), vb., doğrudan bant boşluklu malzemelerdir. Değerlik bandının üstü ve iletim bandının altı, dalga vektörü k-uzayında aynı konumda bulunur. Elektronların ve deliklerin rekombinasyonu, momentum değişimine ihtiyaç duymaz, bu nedenle yüksek dahili kuantum verimliliği olacaktır. Hem GaAs hem de InP dedektörleri imal etmek için kullanılabilir. PIN dedektörleri ve çığ dedektörleri (APD) için InP tabanlı epitaksi levhası esas olarak MOCVD tarafından hazırlanır. Genel olarak,epi büyüme gofretyüksek konsantrasyonlu p-tipi doping içermez. Dedektör epitaksiyel gofret üreticileri için, Zn difüzyonu, cihaz üretimi için gerekli olan p-tipi InP veya InGaAs omik temas katmanını yapmak için yaygın bir araçtır.
1. InGaAs Dedektör Epitaksi Gofret Spesifikasyonu
InP Hareketlilik >4000cm2/ (V·s) @ RT, UID <2E15cm-3;
InGaAs Hareketlilik >10000 cm2/ (V·s) @ RT, UID< 1E 15 cm-3;
Tekdüze olmayan kalınlık <±1%;
Bileşimin tek biçimli olmaması (0.53Ga 0.47As'ta) <± %1,5;
Yüzey kusurunun yoğunluğu (Boyut >2um) <10/cm2;
Dopingin düzgün olmaması < ± 1% E18
2. APD ve PIN Arasında Dedektör Epitaksi Gofret Karşılaştırması
InGaAs gofret epitaksi, InGaAs PIN dedektörleri, InGaAs APD dedektörleri, InGaAs Schottky dedektörleri ve kuantum kuyu dedektörleri vb. gibi birçok dedektörü imal etmek için kullanılır.
Genel olarak konuşursak, InP epi gofret üzerindeki APD, yüksek alım hassasiyeti gerektiren uzun mesafeli iletim ve yüksek hızlı iletişim sistemleri için uygundur; InGaAs/InP epitaksiyel gofret tabanlı PIN, orta ve kısa mesafe ve orta ve düşük hızlı sistemler için uygun iken, özellikle PIN/FET bileşenleri yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bu nedenle, yüksek hassasiyetli algılama malzemeleri, örneğinIII-V epitaksiyel gofretlerInGaAs/InP, 1310 ~ 1550nm kızılötesi iletişim bandında olduğu gibi daha uygun kullanımdır. InGaAs/InP malzeme sisteminde üretilen APD, daha yüksek kuantum verimliliğine ve daha düşük karanlık akım gürültüsüne sahiptir.
3. InGaAs Epitaksiyel Gofret Tabanlı Dedektörün Avantajları
InGaAs, daha yüksek elektron hareketliliğine ve daha düşük kafes uyumsuzluğuna sahiptir ve oda sıcaklığında ve oda sıcaklığına yakın bir sıcaklıkta çalışabilir. InGaAs gofret epitaksi işlemi daha olgundur ve yanıt bandı da görünür ışığa kadar genişletilebilir. Bu nedenle, InGaAs epitaksi yarı iletkeninden yapılan dedektör, yalnızca iyi IV özellikleri, düşük karanlık akım, düşük kör eleman oranı ve yüksek hassasiyet gibi mükemmel özelliklere sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda daha yüksek çalışma sıcaklığı, düşük bileşen güç tüketimi, küçük ağırlık özelliklerine de sahiptir. , ve uzun ömür.
4. Yakın Kızılötesi InGaAs Dedektörlerinin Genişletilmesinin Zorlukları
Geleneksel PIN tipi InGaAs epitaksiyel film tabakası, InP substratı, InGaAs emici tabaka ve InP kapak tabakasını içerir.
InP'nin bant aralığı 1.35eV'dir ve karşılık gelen kesme dalga boyu 920nm'dir. In0.53Ga0.47As'ın bant aralığı 0.75eV'dir ve karşılık gelen kesme dalga boyu 1700nm'dir. InP kapak katmanının veya epitaksi gofret substratının absorpsiyonu nedeniyle, geleneksel InGaAs dedektörünün algılama aralığı 0,9-1,7 m'dir. InGaAs alan dizi dedektörü için arkadan aydınlatmalı çalışma modu benimsenmiştir. Bu nedenle, dedektörün yanıt dalga boyunu görünür ışığa uzatmak için InP substratının cihaz üretimi sırasında inceltilmesi veya çıkarılması gerekir.
Bu nedenle, inceltmeden sonra çip yüzeyinin düzgün olmasını ve cihaza verilen hasar ve stresin küçük olmasını sağlamak için öncelikle InP alt tabakasını çıkarmak için uygun bir yöntem bulmak gerekir.
İkinci olarak, epi plaka üretim sürecinde inceltilmesi gereken InP kalınlığını belirleyin ve kısa dalga kızılötesi ve görünür ışık bantlarında epitaksi plaka üzerindeki InP katmanının geçirgenliğini inceleyin.
Üçüncüsü, InP, In0.53Ga0.47As ile kafes uyumludur. İnceltilmiş cihazın performansını sağlamak için, yüzey pasivasyon tabakası olarak belirli bir InP tabakası kalınlığının ayrılması gerekir. InGaAs'ın işlem özellikleri ayrıca InP katmanının ortak bir katot teması sağlamak için gerekli olduğunu belirler. Bu, inceltme yöntemiyle ilgili epitaksiyel gofret tedarikçileri için daha fazla gereksinim ortaya koymaktadır.
Dördüncüsü, InP substratının altını inceltme sürecinde, epitaksiyel gofret büyüyen çipin kalınlığı, kırılması çok kolay olan ve artık modellenemeyen sadece birkaç mikrometre kaldı ve dedektörün işlem akışı ayarlanması gerekiyor.
Beşinci olarak, cihaz alt tabakasını incelttikten sonra, yüzey sızıntısındaki artış ve cihazın karanlık akımının artması göz önüne alındığında, yüzey pasivasyonu dikkate alınmalıdır. Cihazın kuantum verimliliğini artırmak için, yansıma önleyici bir kaplama gereklidir ve yansıma önleyici kaplamanın büyütülmesinin görünür ve yakın kızılötesi bantlardaki kuantum verimliliği üzerindeki etkisinin dikkate alınması gerekir.
Son olarak, görünür olana genişleme sürecinde, dedektörün kısa dalga kızılötesi bandında iyi performansını sağlarken, görünür bandın kuantum verimliliğini artırmak için dedektör epitaksi gofretinin yapısı değiştirildi.
Daha fazla bilgi için lütfen adresinden bize e-posta gönderin sales@ganwafer.com ve tech@ganwafer.com.
