La darrera investigació defotodetector d'Avalanche
La tecnologia de detecció d’infrarojos s’utilitza àmpliament en el reconeixement militar, el seguiment ambiental, el diagnòstic mèdic i altres camps. Els detectors tradicionals d’infrarojos tenen algunes limitacions en el rendiment, com ara la sensibilitat de detecció, la velocitat de resposta, etc. Els materials SuperLattice (T2SL) de la classe II/INASSB tenen excel·lents propietats fotoelèctriques i sintoniabilitat, cosa que els fa ideals per a detectors d’infrarojos d’ona llarga (LWIR). El problema de la resposta feble en la detecció d’infrarojos d’ona llarga ha estat una preocupació durant molt de temps, cosa que limita molt la fiabilitat de les aplicacions de dispositius electrònics. Tot i que el fotodetector d’Avalanche (Fotodetector APD) té un excel·lent rendiment de resposta, pateix un gran corrent fosc durant la multiplicació.
Per resoldre aquests problemes, un equip de la Universitat de Ciències Electròniques i Tecnologia de la Xina ha dissenyat amb èxit un fotodiode d’altaus d’infrarojos d’ona llarga de classe II d’alt rendiment (T2SL). Els investigadors van utilitzar la taxa de recombinació de l’auger inferior de la capa d’absorció T2SL INAS/INASSB per reduir el corrent fosc. Al mateix temps, Alassb amb un valor K baix s'utilitza com a capa multiplicadora per suprimir el soroll del dispositiu mantenint un guany suficient. Aquest disseny proporciona una solució prometedora per promoure el desenvolupament de la tecnologia de detecció d’infrarojos d’ona llarga. El detector adopta un disseny amb nivells esglaonat i, ajustant la relació de composició d’INAS i INASSB, s’aconsegueix la transició fluida de l’estructura de la banda i es millora el rendiment del detector. En termes de selecció de materials i procés de preparació, aquest estudi descriu detalladament el mètode de creixement i els paràmetres de procés del material INAS/INASSB T2SL utilitzat per preparar el detector. Determinació de la composició i el gruix del T2SL INAS/INASSB és fonamental i es requereix un ajust de paràmetres per aconseguir l'equilibri de l'estrès. En el context de la detecció d’infrarojos d’ona llarga, per aconseguir la mateixa longitud d’ona de tall que INAS/GASB T2SL, es requereix un període únic INASSB T2SL més gruixut. No obstant això, el monocicle més gruixut produeix una disminució del coeficient d’absorció en la direcció del creixement i un augment de la massa efectiva de forats en T2SL. Es troba que afegir component SB pot aconseguir una longitud d’ona de tall més llarga sense augmentar significativament el gruix d’un període únic. No obstant això, la composició excessiva de SB pot conduir a la segregació d’elements SB.
Per tant, es va seleccionar com a INAS0.5SB0.5 T2SL amb el grup SB 0,5 com a capa activa d'APDfotodetector. INAS/INASSB T2SL creix principalment sobre els substrats de GASB, de manera que cal tenir en compte el paper de GASB en la gestió de la soca. Essencialment, aconseguir un equilibri de tensió consisteix en comparar la constant de gelosia mitjana d’un superlattisme durant un període a la constant de gelosia del substrat. Generalment, la soca a la tracció de les INAS es compensa amb la soca compressiva introduïda per la INassB, donant lloc a una capa més gruixuda que la capa inASSB. Aquest estudi va mesurar les característiques de resposta fotoelèctrica del fotodetector d’allaus, incloent la resposta espectral, el corrent fosc, el soroll, etc., i va verificar l’efectivitat del disseny de la capa de gradient esglaonat. S'analitza l'efecte de multiplicació d'allaus del fotodetector d'Avalanche i es discuteix la relació entre el factor de multiplicació i la potència de llum, la temperatura i altres paràmetres incidentes.
Fig. (A) Diagrama esquemàtic del fotodetector APD d'infrarojos d'ona llarga INASSB; (B) Diagrama esquemàtic de camps elèctrics a cada capa de fotodetector APD.
Posada: 06 de gener de 2015