Máy dò Epitaxy Wafer
Các hợp chất nhóm III-V, đặc biệt là arsenide gali (GaAs), indium phosphide (InP), v.v., là vật liệu có độ rộng vùng cấm trực tiếp. Đỉnh của vùng hóa trị và đáy của vùng dẫn nằm ở cùng một vị trí trong không gian vectơ sóng k. Sự tái hợp của electron và lỗ trống không cần trao đổi động lượng nên sẽ có hiệu suất lượng tử bên trong cao. Cả GaAs và InP đều có thể được sử dụng để chế tạo máy dò. Tấm wafer epitaxy dựa trên InP cho máy dò mã PIN và máy dò tuyết lở (APD) chủ yếu do MOCVD chuẩn bị. Nói chung,epi tăng trưởng waferkhông chứa pha tạp loại p nồng độ cao. Đối với các nhà sản xuất tấm wafer biểu mô của máy dò, khuếch tán Zn là một phương tiện phổ biến để tạo ra lớp tiếp xúc ohmic loại p hoặc InGaAs cần thiết cho việc chế tạo thiết bị.
1. Đặc điểm kỹ thuật của Máy dò InGaAs Epitaxy Wafer
InP Mobility> 4000cm2/ (V · s) @ RT, UID <2E15cm-3;
InGaAs Mobility> 10000 cm2/ (V · s) @ RT, UID <1E 15 cm-3;
Độ không đồng đều của độ dày <± 1%;
Tính không đồng nhất của thành phần (Trong 0,53Ga 0,47A) <± 1,5%;
Mật độ khuyết tật bề mặt (Kích thước> 2um) <10 / cm2;
Độ không đồng nhất của pha tạp <± 1% E18
2. So sánh cho máy dò Epitaxy Wafer giữa APD và PIN
InGaAs wafer epitaxy được sử dụng để chế tạo nhiều máy dò, chẳng hạn như máy dò PIN InGaAs, máy dò APD InGaAs, máy dò InGaAs Schottky và máy dò giếng lượng tử, v.v.
Nói chung, APD trên InP epi wafer thích hợp cho hệ thống truyền dẫn đường dài và truyền thông tốc độ cao yêu cầu độ nhạy nhận cao; trong khi mã PIN dựa trên tấm lót ly tâm InGaAs / InP phù hợp với khoảng cách trung bình và ngắn và hệ thống tốc độ trung bình và thấp, đặc biệt là các thành phần PIN / FET được sử dụng rộng rãi.
Do đó, các vật liệu phát hiện có độ nhạy cao, chẳng hạn nhưTấm wafer hình tam giác III-VInGaAs / InP, được sử dụng phù hợp hơn trong giao tiếp hồng ngoại băng tần 1310 ~ 1550nm. APD được sản xuất trên hệ thống vật liệu InGaAs / InP có hiệu suất lượng tử cao hơn và nhiễu dòng điện tối thấp hơn.
3. Ưu điểm của máy dò dựa trên InGaAs Epitaxial Wafer
InGaAs có độ linh động điện tử cao hơn và độ không phù hợp mạng tinh thể thấp hơn, đồng thời có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng và gần nhiệt độ phòng. Quá trình epitaxy wafer InGaAs trưởng thành hơn và dải phản ứng của nó cũng có thể được mở rộng đối với ánh sáng nhìn thấy. Do đó, máy dò được làm bằng chất bán dẫn epitaxy InGaAs không chỉ có các đặc tính tuyệt vời của đặc tính IV tốt, dòng điện tối thấp, tỷ lệ phần tử mù thấp và độ nhạy cao, mà còn có các đặc điểm của nhiệt độ hoạt động cao hơn, tiêu thụ điện năng thành phần thấp, trọng lượng nhỏ , và cuộc sống lâu dài.
4. Những thách thức đối với việc mở rộng các thiết bị phát hiện InGaAs hồng ngoại gần
Tấm lót màng InGaAs kiểu mã PIN truyền thống bao gồm chất nền InP, lớp hấp thụ InGaAs và lớp nắp InP.
Độ rộng vùng cấm của InP là 1,35eV và bước sóng cắt tương ứng là 920nm. Độ rộng vùng cấm của In0,53Ga0,47As là 0,75eV và bước sóng cắt tương ứng là 1700nm. Do sự hấp thụ của lớp nắp InP hoặc chất nền của tấm xốp epitaxy, phạm vi phát hiện của máy dò InGaAs truyền thống là 0,9-1,7 m. Đối với máy dò mảng khu vực InGaAs, chế độ làm việc được chiếu sáng sau được áp dụng. Do đó, để mở rộng bước sóng đáp ứng của máy dò với ánh sáng nhìn thấy, chất nền InP cần được làm mỏng hoặc loại bỏ trong quá trình chế tạo thiết bị.
Vì vậy, trước hết cần phải tìm một phương pháp phù hợp để loại bỏ đế InP, để đảm bảo bề mặt phoi được đồng đều sau khi mỏng và thiệt hại và ứng suất gây ra cho thiết bị là nhỏ.
Thứ hai, xác định độ dày của InP cần được làm mỏng trong quá trình sản xuất tấm wafer epi và nghiên cứu độ truyền của lớp InP trên tấm epi wafer trong dải hồng ngoại sóng ngắn và dải ánh sáng khả kiến.
Thứ ba, InP được kết hợp mạng với In0.53Ga0.47As. Để đảm bảo hiệu suất của thiết bị được làm mỏng, cần dành một độ dày nhất định của lớp InP làm lớp thụ động bề mặt. Các đặc tính quy trình của InGaA cũng xác định rằng lớp InP được yêu cầu để cung cấp một tiếp xúc catốt chung. Điều này đặt ra những yêu cầu cao hơn đối với các nhà cung cấp wafer epitaxial về phương pháp làm mỏng.
Thứ tư, trong quá trình làm mỏng phần đáy của đế InP, độ dày của chip nuôi cấy wafer hình chóp chỉ còn lại vài micromet, rất dễ bị vỡ và không còn có thể tạo hình được nữa, và quá trình xử lý của máy dò cần được điều chỉnh.
Thứ năm, sau khi làm mỏng đế thiết bị, cần xem xét sự gia tăng rò rỉ bề mặt và tăng dòng điện tối của thiết bị, cần xem xét sự thụ động bề mặt. Để cải thiện hiệu suất lượng tử của thiết bị, cần phải có lớp phủ chống phản xạ và ảnh hưởng của việc phát triển lớp phủ chống phản xạ đối với hiệu suất lượng tử trong dải hồng ngoại nhìn thấy và cận hồng ngoại cần được xem xét.
Cuối cùng, trong quá trình mở rộng đến khả năng nhìn thấy, cấu trúc của tấm wafer epitaxy của máy dò đã được thay đổi để cải thiện hiệu suất lượng tử của dải khả kiến trong khi đảm bảo hoạt động tốt của máy dò trong dải hồng ngoại sóng ngắn.
Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email sales@ganwafer.com và tech@ganwafer.com.
