វឌ្ឍនភាពនៃការស្រាវជ្រាវឧបករណ៍ចាប់រូបភាព InGaAs
ជាមួយនឹងកំណើនអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលនៃបរិមាណនៃការបញ្ជូនទិន្នន័យទំនាក់ទំនង បច្ចេកវិទ្យាការតភ្ជាប់អន្តរអុបទិកបានជំនួសបច្ចេកវិទ្យាការតភ្ជាប់អគ្គិសនីបែបប្រពៃណី ហើយបានក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាចម្បងសម្រាប់ការបញ្ជូនល្បឿនលឿនដែលបាត់បង់ចម្ងាយមធ្យម និងចម្ងាយឆ្ងាយ។ ក្នុងនាមជាសមាសធាតុស្នូលនៃចុងទទួលអុបទិក,ឧបករណ៍ចាប់រូបភាពមានតម្រូវការកាន់តែខ្លាំងឡើងសម្រាប់ដំណើរការល្បឿនលឿនរបស់វា។ ក្នុងចំណោមនោះ ឧបករណ៍ចាប់រូបភាពដែលភ្ជាប់ជាមួយ waveguide មានទំហំតូច កម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់ និងងាយស្រួលក្នុងការដាក់បញ្ចូលនៅលើបន្ទះឈីបជាមួយនឹងឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិចផ្សេងទៀត ដែលជាការផ្តោតសំខាន់នៃការស្រាវជ្រាវនៃ photodetection ល្បឿនលឿន។ និងជាឧបករណ៍ចាប់រូបភាពតំណាងច្រើនបំផុតនៅក្នុងក្រុមទំនាក់ទំនងជិតអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ។
InGaAs គឺជាសម្ភារៈដ៏ល្អមួយសម្រាប់ការសម្រេចបាននូវល្បឿនលឿន និងឧបករណ៍ចាប់រូបភាពដែលមានប្រតិកម្មខ្ពស់។. ទីមួយ InGaAs គឺជាសម្ភារៈ semiconductor bandgap ដោយផ្ទាល់ ហើយទទឹង bandgap របស់វាអាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយសមាមាត្ររវាង In និង Ga ដែលអនុញ្ញាតឱ្យរកឃើញសញ្ញាអុបទិកនៃរលកពន្លឺខុសៗគ្នា។ ក្នុងចំណោមពួកវា In0.53Ga0.47As ត្រូវបានផ្គូផ្គងយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះជាមួយនឹងបន្ទះស្រទាប់ខាងក្រោម InP និងមានមេគុណស្រូបយកពន្លឺខ្ពស់នៅក្នុងក្រុមទំនាក់ទំនងអុបទិក។ វាត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតក្នុងការរៀបចំ photodetector ហើយថែមទាំងមានចរន្តងងឹត និងមុខងារឆ្លើយតបផងដែរ។ ទីពីរ ទាំងវត្ថុធាតុ InGaAs និង InP មានល្បឿនរំកិលអេឡិចត្រុងខ្ពស់ ដោយមានល្បឿនរំកិលអេឡិចត្រុងឆ្អែតរបស់ពួកគេទាំងពីរប្រហែល 1×107cm/s ។ ទន្ទឹមនឹងនេះ នៅក្រោមវាលអគ្គិសនីជាក់លាក់ សម្ភារៈ InGaAs និង InP បង្ហាញឥទ្ធិពលនៃល្បឿនអេឡិចត្រុង ដែលល្បឿនហួសល្បឿនរបស់ពួកគេឈានដល់ 4 × 107 សង់ទីម៉ែត្រ / វិនាទី និង 6 × 107 សង់ទីម៉ែត្រ / វិនាទីរៀងគ្នា។ វាអំណោយផលដល់ការសម្រេចបាននូវកម្រិតបញ្ជូនឆ្លងកាន់តែខ្ពស់។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ឧបករណ៍ចាប់រូបភាព InGaAs គឺជាឧបករណ៍ចាប់រូបភាពពេញនិយមបំផុតសម្រាប់ការទំនាក់ទំនងអុបទិក។ ឧបករណ៍ចាប់ឧបទ្ទវហេតុផ្ទៃខាងក្រោយ ទំហំតូចជាង និងកម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់ក៏ត្រូវបានបង្កើតឡើងផងដែរ ដែលភាគច្រើនត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងកម្មវិធីដូចជា ល្បឿនលឿន និងតិត្ថិភាពខ្ពស់។
ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារដែនកំណត់នៃវិធីសាស្ត្រភ្ជាប់របស់ពួកគេ ឧបករណ៍ចាប់ឧបទ្ទវហេតុលើផ្ទៃគឺពិបាកក្នុងការរួមបញ្ចូលជាមួយឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិចផ្សេងទៀត។ ដូច្នេះ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃតម្រូវការសម្រាប់ការធ្វើសមាហរណកម្ម optoelectronic មគ្គុទ្ទេសក៍រលកបានភ្ជាប់ឧបករណ៍ចាប់រូបភាព InGaAs ជាមួយនឹងដំណើរការល្អឥតខ្ចោះ និងសមរម្យសម្រាប់ការរួមបញ្ចូលបានក្លាយជាការផ្តោតអារម្មណ៍នៃការស្រាវជ្រាវបន្តិចម្តងៗ។ ក្នុងចំណោមពួកគេ ម៉ូឌុលឧបករណ៍ចាប់រូបភាព InGaAs ពាណិជ្ជកម្មនៃ 70GHz និង 110GHz ស្ទើរតែទាំងអស់ទទួលយករចនាសម្ព័ន្ធភ្ជាប់រលក។ យោងតាមភាពខុសគ្នានៃសម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោម ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារលកដែលភ្ជាប់ជាមួយ InGaAs អាចត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាពីរប្រភេទគឺ INP-based និង Si-based ។ សម្ភារៈ epitaxial នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម InP មានគុណភាពខ្ពស់ និងកាន់តែស័ក្តិសមសម្រាប់ការផលិតឧបករណ៍ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្រាប់សម្ភារៈក្រុម III-V ដែលត្រូវបានដាំដុះ ឬភ្ជាប់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម Si ដោយសារតែភាពមិនស៊ីសង្វាក់គ្នារវាងវត្ថុធាតុ InGaAs និងស្រទាប់ខាងក្រោម Si នោះ គុណភាពនៃសម្ភារៈ ឬចំណុចប្រទាក់គឺមានភាពអន់ខ្សោយ ហើយនៅតែមានចន្លោះច្រើនសម្រាប់ការកែលម្អដំណើរការរបស់ឧបករណ៍។
ឧបករណ៍នេះប្រើ InGaAsP ជំនួសឱ្យ InP ជាសម្ភារៈតំបន់ depletion ។ ទោះបីជាវាកាត់បន្ថយល្បឿនរសាត់ឆ្អែតនៃអេឡិចត្រុងក្នុងកម្រិតជាក់លាក់មួយក៏ដោយ វាធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការភ្ជាប់នៃពន្លឺឧបទ្ទវហេតុពីឧបករណ៍រលកទៅតំបន់ស្រូបយក។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ស្រទាប់ទំនាក់ទំនងប្រភេទ InGaAsP N ត្រូវបានដកចេញ ហើយគម្លាតតូចមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅផ្នែកម្ខាងៗនៃផ្ទៃ P-type ដែលបង្កើនកម្រិតកំហិតលើវាលពន្លឺយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។ វាអំណោយផលដល់ឧបករណ៍ដែលសម្រេចបាននូវការឆ្លើយតបខ្ពស់ជាង។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ២៨ ខែកក្កដា ឆ្នាំ២០២៥