ର ଗଠନInGaAs ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର
୧୯୮୦ ଦଶକରୁ, ଦେଶ ଏବଂ ବିଦେଶର ଗବେଷକମାନେ InGaAs ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଗଠନ ଅଧ୍ୟୟନ କରିଛନ୍ତି, ଯାହାକୁ ମୁଖ୍ୟତଃ ତିନି ପ୍ରକାରରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇଛି। ସେଗୁଡ଼ିକ ହେଉଛି InGaAs ଧାତୁ-ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ-ଧାତୁ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର (MSM-PD), InGaAs PIN ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର (PIN-PD), ଏବଂ InGaAs ଆଭଲାଞ୍ଚ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର (APD-PD)। ବିଭିନ୍ନ ଗଠନ ସହିତ InGaAs ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ନିର୍ମାଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଏବଂ ମୂଲ୍ୟରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପାର୍ଥକ୍ୟ ରହିଛି, ଏବଂ ଡିଭାଇସ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାରେ ମଧ୍ୟ ବହୁତ ପାର୍ଥକ୍ୟ ରହିଛି।
InGaAs ଧାତୁ-ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ-ଧାତୁଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଚିତ୍ର (a) ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା, ଏହା Schottky ଜଙ୍କସନ ଉପରେ ଆଧାରିତ ଏକ ସ୍ୱତନ୍ତ୍ର ଗଠନ। 1992 ମସିହାରେ, Shi ଏବଂ ଅନ୍ୟମାନେ ଏପିଟାକ୍ସି ସ୍ତର ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ନିମ୍ନ ଚାପ ଧାତୁ-ଜୈବ ବାଷ୍ପ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଏପିଟାକ୍ସି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା (LP-MOVPE) ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ ଏବଂ InGaAs MSM ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିଥିଲେ, ଯାହାର 1.3 μm ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟରେ 0.42 A/W ର ଉଚ୍ଚ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତା ଏବଂ 1.5 V ରେ 5.6 pA/ μm² ରୁ କମ୍ ଏକ ଗାଢ଼ ସ୍ରୋତ ଥିଲା। 1996 ମସିହାରେ, ଝାଙ୍ଗ ଏବଂ ଅନ୍ୟମାନେ InAlAs-InGaAs-InP ଏପିଟାକ୍ସି ସ୍ତର ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ଗ୍ୟାସ୍ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ମଲିକୁଲାର ବିମ୍ ଏପିଟାକ୍ସି (GSMBE) ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ। InAlAs ସ୍ତର ଉଚ୍ଚ ପ୍ରତିରୋଧୀତା ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଦେଖାଇଥିଲା, ଏବଂ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ଅବସ୍ଥାଗୁଡ଼ିକୁ X-ରେ ବିବର୍ତ୍ତନ ମାପ ଦ୍ୱାରା ଅନୁକୂଳିତ କରାଯାଇଥିଲା, ଯାହା ଫଳରେ InGaAs ଏବଂ InAlAs ସ୍ତର ମଧ୍ୟରେ ଜାଲିସ୍ ମେଳ 1×10⁻³ ପରିସର ମଧ୍ୟରେ ଥିଲା। ଏହା ଫଳରେ 10 V ରେ 0.75 pA/μm² ତଳେ ଗାଢ଼ କରେଣ୍ଟ ଏବଂ 5 V ରେ 16 ps ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଦ୍ରୁତ କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସହିତ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ ହୋଇଥିବା ଡିଭାଇସ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ମିଳିଥାଏ। ସାମଗ୍ରିକ ଭାବରେ, MSM ଗଠନ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ସରଳ ଏବଂ ସଂହତ କରିବାକୁ ସହଜ, କମ୍ ଗାଢ଼ କରେଣ୍ଟ (pA କ୍ରମ) ଦେଖାଉଛି, କିନ୍ତୁ ଧାତୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଡିଭାଇସ୍ର ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଆଲୋକ ଅବଶୋଷଣ କ୍ଷେତ୍ରକୁ ହ୍ରାସ କରିବ, ତେଣୁ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅନ୍ୟ ଗଠନ ତୁଳନାରେ କମ୍ ହେବ।
InGaAs PIN ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର P-ଟାଇପ୍ କଣ୍ଟାକ୍ଟ ସ୍ତର ଏବଂ N-ଟାଇପ୍ କଣ୍ଟାକ୍ଟ ସ୍ତର ମଧ୍ୟରେ ଏକ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ସ୍ତର ସନ୍ନିବେଶ କରେ, ଯେପରି ଚିତ୍ର (b) ରେ ଦେଖାଯାଇଛି, ଯାହା ହ୍ରାସ କ୍ଷେତ୍ରର ପ୍ରସ୍ଥକୁ ବୃଦ୍ଧି କରେ, ଏହିପରି ଅଧିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ-ହୋଲ୍ ଯୋଡା ବିକିରଣ କରେ ଏବଂ ଏକ ବଡ଼ ଫଟୋକୁରେଣ୍ଟ ଗଠନ କରେ, ତେଣୁ ଏହାର ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ ପରିବହନ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଅଛି। 2007 ରେ, A.Poloczek ଏବଂ ଅନ୍ୟମାନେ ପୃଷ୍ଠର ରୁକ୍ଷତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ଏବଂ Si ଏବଂ InP ମଧ୍ୟରେ ଜାଲି ଅସାମଞ୍ଜସ୍ୟକୁ ଦୂର କରିବା ପାଇଁ ଏକ ନିମ୍ନ-ତାପମାନ ବଫର ସ୍ତର ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ MBE ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ। InP ସବଷ୍ଟ୍ରେଟରେ InGaAs PIN ଗଠନକୁ ଏକୀକୃତ କରିବା ପାଇଁ MOCVD ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା, ଏବଂ ଡିଭାଇସର ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତା ପ୍ରାୟ 0.57A /W ଥିଲା। 2011 ରେ, ଆର୍ମି ରିସର୍ଚ୍ଚ ଲାବୋରେଟୋରୀ (ALR) ଛୋଟ ମାନବହୀନ ଭୂମି ଯାନ ପାଇଁ ନାଭିଗେସନ୍, ବାଧା/ଟଙ୍କା ପରିହାର ଏବଂ କ୍ଷୁଦ୍ର-ପରିସର ଲକ୍ଷ୍ୟ ଚିହ୍ନଟ/ଚିହ୍ନଟ ପାଇଁ ଏକ liDAR ଇମେଜର ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ PIN ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲା, ଏକ କମ-ମୂଲ୍ୟ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟର ଚିପ୍ ସହିତ ସଂଯୁକ୍ତ ଯାହା InGaAs PIN ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରର ସିଗନାଲ-ଟୁ-ଶବ୍ଦ ଅନୁପାତକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ଉନ୍ନତ କରିଥିଲା। ଏହି ଆଧାରରେ, 2012 ମସିହାରେ, ALR ରୋବୋଟ ପାଇଁ ଏହି liDAR ଇମେଜର ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲା, ଯାହାର ଚିହ୍ନଟ ପରିସର 50 ମିଟରରୁ ଅଧିକ ଏବଂ ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ 256 × 128 ଥିଲା।
ଇନଗାଏହିମସ୍ଖଳନ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଏହା ଏକ ପ୍ରକାରର ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ଯାହାର ଗଠନ ଚିତ୍ର (c) ରେ ଦେଖାଯାଇଛି। ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ-ହୋଲ୍ ଯୋଡି ଦ୍ୱିଗୁଣିତ କ୍ଷେତ୍ର ଭିତରେ ବୈଦ୍ୟୁତିକ କ୍ଷେତ୍ରର କ୍ରିୟାରେ ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ଶକ୍ତି ପ୍ରାପ୍ତ କରେ, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ପରମାଣୁ ସହିତ ଧକ୍କା ହୋଇ, ନୂତନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ-ହୋଲ୍ ଯୋଡି ସୃଷ୍ଟି କରି, ଏକ ହିମସ୍ଖଳନ ପ୍ରଭାବ ସୃଷ୍ଟି କରି ଏବଂ ସାମଗ୍ରୀରେ ଅସନ୍ତୁଳିତ ବାହକମାନଙ୍କୁ ଗୁଣନ କରିପାରେ। 2013 ରେ, ଜର୍ଜ M ଏକ InP ସବଷ୍ଟ୍ରେଟରେ ଜାଲିସ୍ ମେଳ ଖାଉଥିବା InGaAs ଏବଂ InAlAs ମିଶ୍ରଣ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ MBE ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ, ମିଶ୍ରଧାତୁ ଗଠନରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ, ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ଘନତା ଏବଂ ମଡ୍ୟୁଲେଟେଡ୍ ବାହକ ଶକ୍ତିରେ ଡୋପିଂ ବ୍ୟବହାର କରି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଶକ୍ ଆୟନାଇଜେସନକୁ ସର୍ବାଧିକ କରିବା ସହିତ ଗର୍ତ୍ତ ଆୟନାଇଜେସନକୁ କମ କରି। ସମତୁଲ୍ୟ ଆଉଟପୁଟ୍ ସିଗନାଲ୍ ଲାଭରେ, APD କମ୍ ଶବ୍ଦ ଏବଂ କମ୍ ଅନ୍ଧାର କରେଣ୍ଟ ଦେଖାଏ। 2016 ରେ, ସନ୍ ଜିଆନଫେଙ୍ଗ ଏବଂ ଅନ୍ୟମାନେ InGaAs ହିମସ୍ଖଳନ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ଉପରେ ଆଧାରିତ 1570 nm ଲେଜର ସକ୍ରିୟ ଇମେଜିଂ ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ପ୍ଲାଟଫର୍ମର ଏକ ସେଟ୍ ନିର୍ମାଣ କରିଥିଲେ। ଏହାର ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ସର୍କିଟ୍APD ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରପ୍ରତିଧ୍ୱନି ପ୍ରାପ୍ତ କରି ସିଧାସଳଖ ଡିଜିଟାଲ୍ ସିଗନାଲଗୁଡ଼ିକୁ ବାହାର କରି ସମଗ୍ର ଡିଭାଇସକୁ ସଂକୁଚିତ କରିଥାଏ। ପରୀକ୍ଷଣ ଫଳାଫଳ ଚିତ୍ର (d) ଏବଂ (e) ରେ ଦେଖାଯାଇଛି। ଚିତ୍ର (d) ହେଉଛି ଇମେଜିଂ ଲକ୍ଷ୍ୟର ଏକ ଭୌତିକ ଫଟୋ, ଏବଂ ଚିତ୍ର (e) ହେଉଛି ଏକ ତ୍ରି-ପରିମାଣୀୟ ଦୂରତା ପ୍ରତିଛବି। ଏହା ସ୍ପଷ୍ଟ ଭାବରେ ଦେଖାଯାଇପାରେ ଯେ କ୍ଷେତ୍ର c ର ୱିଣ୍ଡୋ କ୍ଷେତ୍ରର କ୍ଷେତ୍ର A ଏବଂ b ସହିତ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଗଭୀରତା ଦୂରତା ଅଛି। ପ୍ଲାଟଫର୍ମଟି 10 ns ରୁ କମ୍ ପଲ୍ସ ପ୍ରସ୍ଥ, ଏକକ ପଲ୍ସ ଶକ୍ତି (1 ~ 3) mJ ଆଡଜଷ୍ଟେବଲ୍, ଗ୍ରହଣକାରୀ ଲେନ୍ସ କ୍ଷେତ୍ର କୋଣ 2°, ପୁନରାବୃତ୍ତି ଆବୃତ୍ତି 1 kHz, ଡିଟେକ୍ଟର ଡ୍ୟୁଟି ଅନୁପାତ ପ୍ରାୟ 60% ଅନୁଭବ କରେ। APD ର ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଫଟୋକରେଣ୍ଟ ଲାଭ, ଦ୍ରୁତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା, କମ୍ପାକ୍ଟ ଆକାର, ସ୍ଥାୟୀତ୍ୱ ଏବଂ କମ ମୂଲ୍ୟ ପାଇଁ ଧନ୍ୟବାଦ, APD ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକ PIN ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ଅପେକ୍ଷା ଚିହ୍ନଟ ହାରରେ ଅଧିକ ପରିମାଣର ହୋଇପାରେ, ତେଣୁ ବର୍ତ୍ତମାନର ମୁଖ୍ୟଧାରାର liDAR ମୁଖ୍ୟତଃ ଆସ୍କଲ୍ୟାଣ୍ଡ ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର ଦ୍ୱାରା ପ୍ରାଧାନ୍ୟିତ।
ସାମଗ୍ରିକ ଭାବରେ, ଦେଶ ଏବଂ ବିଦେଶରେ InGaAs ପ୍ରସ୍ତୁତି ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ଦ୍ରୁତ ବିକାଶ ସହିତ, ଆମେ InP ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ବଡ଼ କ୍ଷେତ୍ର ଉଚ୍ଚ-ଗୁଣବତ୍ତା InGaAs ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବା ପାଇଁ MBE, MOCVD, LPE ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାକୁ ଦକ୍ଷତାର ସହିତ ବ୍ୟବହାର କରିପାରିବା। InGaAs ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକ କମ୍ ଗାଢ଼ କରେଣ୍ଟ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରନ୍ତି, ସର୍ବନିମ୍ନ ଗାଢ଼ କରେଣ୍ଟ 0.75 pA/μm² ରୁ କମ୍, ସର୍ବାଧିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତା 0.57 A/W ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ଏବଂ ଏକ ଦ୍ରୁତ କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା (ps କ୍ରମ) ଅଛି। InGaAs ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଭବିଷ୍ୟତ ବିକାଶ ନିମ୍ନଲିଖିତ ଦୁଇଟି ଦିଗ ଉପରେ ଧ୍ୟାନ ଦେବ: (1) InGaAs ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ସିଧାସଳଖ Si ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ଚାଷ କରାଯାଏ। ବର୍ତ୍ତମାନ, ବଜାରରେ ଅଧିକାଂଶ ମାଇକ୍ରୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଉପକରଣ Si ଆଧାରିତ, ଏବଂ InGaAs ଏବଂ Si ଆଧାରିତ ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମନ୍ୱିତ ବିକାଶ ହେଉଛି ସାଧାରଣ ଧାରା। InGaAs/Si ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ ଜାଲିସ୍ ମେଳ ଏବଂ ତାପଜ ବିସ୍ତାର ଗୁଣାଙ୍କ ପାର୍ଥକ୍ୟ ପରି ସମସ୍ୟାର ସମାଧାନ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ; (2) 1550 nm ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ପରିପକ୍ୱ ହୋଇଛି, ଏବଂ ବିସ୍ତାରିତ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ (2.0 ~ 2.5) μm ହେଉଛି ଭବିଷ୍ୟତ ଗବେଷଣା ଦିଗ। In ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ବୃଦ୍ଧି ସହିତ, InP ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଏବଂ InGaAs ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ମଧ୍ୟରେ ଜାଲି ଅସଙ୍ଗତି ଅଧିକ ଗୁରୁତର ବିସ୍ଥାପନ ଏବଂ ତ୍ରୁଟି ଆଡ଼କୁ ନେଇଯିବ, ତେଣୁ ଡିଭାଇସ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକୁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରିବା, ଜାଲିସ୍ ତ୍ରୁଟି ହ୍ରାସ କରିବା ଏବଂ ଡିଭାଇସ୍ ଅନ୍ଧାର କରେଣ୍ଟକୁ ହ୍ରାସ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ମଇ-୦୬-୨୦୨୪