1980 ರ ದಶಕದಿಂದಲೂ, ದೇಶ ಮತ್ತು ವಿದೇಶಗಳಲ್ಲಿನ ಸಂಶೋಧಕರು InGaAs ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮೂರು ವಿಧಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅವು InGaAs ಮೆಟಲ್-ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್-ಲೋಹದ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ (MSM-PD), InGaAs PIN ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ (PIN-PD), ಮತ್ತು InGaAs ಅವಲಾಂಚೆ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ (APD-PD). ವಿಭಿನ್ನ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ InGaAs ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಿವೆ ಮತ್ತು ಸಾಧನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಲ್ಲೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಿವೆ.
InGaAs ಲೋಹ-ಅರೆವಾಹಕ-ಲೋಹಫೋಟೋ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ಚಿತ್ರ (a) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ , ಇದು ಸ್ಕಾಟ್ಕಿ ಜಂಕ್ಷನ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ವಿಶೇಷ ರಚನೆಯಾಗಿದೆ. 1992 ರಲ್ಲಿ, ಶಿ ಮತ್ತು ಇತರರು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ ಪದರಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಸಲು ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದ ಲೋಹ-ಸಾವಯವ ಆವಿ ಹಂತದ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು (LP-MOVPE) ಬಳಸಿದರು ಮತ್ತು InGaAs MSM ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದರು, ಇದು 1.3 μm ತರಂಗಾಂತರದಲ್ಲಿ 0.42 A/W ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮತ್ತು 1.5 V ನಲ್ಲಿ 5.6 pA/ μm² ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. 1996 ರಲ್ಲಿ, ಜಾಂಗ್ ಮತ್ತು ಇತರರು InAlAs-InGaAs-InP ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ ಪದರವನ್ನು ಬೆಳೆಸಲು ಅನಿಲ ಹಂತದ ಆಣ್ವಿಕ ಕಿರಣದ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ (GSMBE) ಅನ್ನು ಬಳಸಿದರು. InAlAs ಪದರವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ತೋರಿಸಿತು ಮತ್ತು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಡಿಫ್ರಾಕ್ಷನ್ ಮಾಪನದಿಂದ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲಾಯಿತು, ಇದರಿಂದಾಗಿ InGaAs ಮತ್ತು InAlAs ಪದರಗಳ ನಡುವಿನ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಅಸಾಮರಸ್ಯವು 1×10⁻³ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿತ್ತು. ಇದು 10 V ನಲ್ಲಿ 0.75 pA/μm² ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು 5 V ನಲ್ಲಿ 16 ps ವರೆಗೆ ವೇಗದ ಅಸ್ಥಿರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯೊಂದಿಗೆ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಸಾಧನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ, MSM ರಚನೆಯ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ ಸರಳ ಮತ್ತು ಸಂಯೋಜಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ, ಕಡಿಮೆ ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ (pA ಆದೇಶ) ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಲೋಹದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಸಾಧನದ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಬೆಳಕಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಇತರ ರಚನೆಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ (b) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, InGaAs PIN ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ P-ಟೈಪ್ ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಲೇಯರ್ ಮತ್ತು N-ಟೈಪ್ ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಲೇಯರ್ ನಡುವೆ ಒಂದು ಆಂತರಿಕ ಪದರವನ್ನು ಸೇರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸವಕಳಿ ಪ್ರದೇಶದ ಅಗಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಹೋಲ್ ಜೋಡಿಗಳನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಫೋಟೊಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಹನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. 2007 ರಲ್ಲಿ, A.Poloczek ಮತ್ತು ಇತರರು ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಮತ್ತು Si ಮತ್ತು InP ನಡುವಿನ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಅಸಾಮರಸ್ಯವನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಬಫರ್ ಪದರವನ್ನು ಬೆಳೆಸಲು MBE ಅನ್ನು ಬಳಸಿದರು. InP ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ InGaAs PIN ರಚನೆಯನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಲು MOCVD ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು, ಮತ್ತು ಸಾಧನದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಸುಮಾರು 0.57A /W ಆಗಿತ್ತು. 2011 ರಲ್ಲಿ, ಸೇನಾ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ (ALR) ಸಣ್ಣ ಮಾನವರಹಿತ ನೆಲದ ವಾಹನಗಳಿಗೆ ಸಂಚರಣೆ, ಅಡಚಣೆ/ಘರ್ಷಣೆ ತಪ್ಪಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ಶ್ರೇಣಿಯ ಗುರಿ ಪತ್ತೆ/ಗುರುತಿಸುವಿಕೆಗಾಗಿ liDAR ಇಮೇಜರ್ ಅನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು PIN ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿತು, ಇದು ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಆಂಪ್ಲಿಫಯರ್ ಚಿಪ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಇದು InGaAs PIN ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ಸಿಗ್ನಲ್-ಟು-ಶಬ್ದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸಿತು. ಇದರ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, 2012 ರಲ್ಲಿ, ALR ಈ liDAR ಇಮೇಜರ್ ಅನ್ನು ರೋಬೋಟ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ಬಳಸಿತು, ಇದರ ಪತ್ತೆ ವ್ಯಾಪ್ತಿ 50 ಮೀ ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಮತ್ತು 256 × 128 ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಹೊಂದಿದೆ.
ಇನ್‌ಗಾಎಗಳುಹಿಮಪಾತ ದ್ಯುತಿಶೋಧಕಇದು ಗೇನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಒಂದು ರೀತಿಯ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ ಆಗಿದೆ, ಇದರ ರಚನೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ (ಸಿ) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಹೋಲ್ ಜೋಡಿಯು ದ್ವಿಗುಣಗೊಳಿಸುವ ಪ್ರದೇಶದೊಳಗಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸಾಕಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಪರಮಾಣುವಿನೊಂದಿಗೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯಲು, ಹೊಸ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಹೋಲ್ ಜೋಡಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು, ಹಿಮಪಾತ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಸಮತೋಲನವಿಲ್ಲದ ವಾಹಕಗಳನ್ನು ಗುಣಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. 2013 ರಲ್ಲಿ, ಜಾರ್ಜ್ ಎಂ MBE ಅನ್ನು InP ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ InGaAs ಮತ್ತು InAlAs ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು ಬಳಸಿದರು, ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಸಂಯೋಜನೆ, ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರದ ದಪ್ಪದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಶಕ್ತಿಗೆ ಡೋಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಶಾಕ್ ಅಯಾನೀಕರಣವನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸಿದರು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರ ಅಯಾನೀಕರಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿದರು. ಸಮಾನವಾದ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಗೇನ್‌ನಲ್ಲಿ, APD ಕಡಿಮೆ ಶಬ್ದ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. 2016 ರಲ್ಲಿ, ಸನ್ ಜಿಯಾನ್‌ಫೆಂಗ್ ಮತ್ತು ಇತರರು InGaAs ಹಿಮಪಾತ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿ 1570 nm ಲೇಸರ್ ಸಕ್ರಿಯ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ವೇದಿಕೆಯ ಸೆಟ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದರು. ಆಂತರಿಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್APD ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್ಪ್ರತಿಧ್ವನಿಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಿ ಡಿಜಿಟಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಮಾಡಿ, ಇಡೀ ಸಾಧನವನ್ನು ಸಾಂದ್ರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ (d) ಮತ್ತು (e) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಚಿತ್ರ (d) ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಗುರಿಯ ಭೌತಿಕ ಫೋಟೋ, ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ (e) ಒಂದು ಮೂರು ಆಯಾಮದ ದೂರದ ಚಿತ್ರ. c ಪ್ರದೇಶದ ವಿಂಡೋ ಪ್ರದೇಶವು A ಮತ್ತು b ಪ್ರದೇಶದೊಂದಿಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಳದ ಅಂತರವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಕಾಣಬಹುದು. ವೇದಿಕೆಯು 10 ns ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಪಲ್ಸ್ ಅಗಲ, ಏಕ ಪಲ್ಸ್ ಶಕ್ತಿ (1 ~ 3) mJ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ, ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಲೆನ್ಸ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಕೋನ 2°, ಪುನರಾವರ್ತನೆ ಆವರ್ತನ 1 kHz, ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಕರ್ತವ್ಯ ಅನುಪಾತ ಸುಮಾರು 60% ಅನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. APD ಯ ಆಂತರಿಕ ಫೋಟೊಕರೆಂಟ್ ಗಳಿಕೆ, ವೇಗದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ, ಸಾಂದ್ರ ಗಾತ್ರ, ಬಾಳಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದಿಂದಾಗಿ, APD ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳು PIN ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಪತ್ತೆ ದರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿರಬಹುದು, ಆದ್ದರಿಂದ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ liDAR ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹಿಮಪಾತ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳಿಂದ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ.
ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ, ದೇಶ ಮತ್ತು ವಿದೇಶಗಳಲ್ಲಿ InGaAs ತಯಾರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ತ್ವರಿತ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯೊಂದಿಗೆ, ನಾವು MBE, MOCVD, LPE ಮತ್ತು ಇತರ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಕೌಶಲ್ಯದಿಂದ ಬಳಸಿಕೊಂಡು InP ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರದೇಶದ ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ InGaAs ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರವನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು. InGaAs ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಕಡಿಮೆ ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ, ಕಡಿಮೆ ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ 0.75 pA/μm² ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ, ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ 0.57 A/W ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವೇಗದ ಅಸ್ಥಿರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ (ps ಆದೇಶ). InGaAs ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳ ಭವಿಷ್ಯದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಎರಡು ಅಂಶಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ: (1) InGaAs ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ Si ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಬೆಳೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೈಕ್ರೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳು Si ಆಧಾರಿತವಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ನಂತರದ InGaAs ಮತ್ತು Si ಆಧಾರಿತ ಸಮಗ್ರ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯಾಗಿದೆ. ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಅಸಾಮರಸ್ಯ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣಾ ಗುಣಾಂಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಂತಹ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುವುದು InGaAs/Si ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ; (2) 1550 nm ತರಂಗಾಂತರ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಪ್ರಬುದ್ಧವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಿಸ್ತೃತ ತರಂಗಾಂತರ (2.0 ~ 2.5) μm ಭವಿಷ್ಯದ ಸಂಶೋಧನಾ ನಿರ್ದೇಶನವಾಗಿದೆ. In ಘಟಕಗಳ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ, InP ತಲಾಧಾರ ಮತ್ತು InGaAs ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರದ ನಡುವಿನ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಅಸಾಮರಸ್ಯವು ಹೆಚ್ಚು ಗಂಭೀರವಾದ ಸ್ಥಳಾಂತರ ಮತ್ತು ದೋಷಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಸಾಧನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸುವುದು, ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ದೋಷಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಸಾಧನದ ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು ಅವಶ್ಯಕ.
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಮೇ-06-2024