Nýjar rannsóknir á ofurþunnum InGaAs ljósnema

Nýjar rannsóknir á ofurþunnumInGaAs ljósnemi
Framfarir í skammbylgju-innrauðri myndgreiningartækni (SWIR) hafa lagt verulegan þátt í nætursjónarkerfum, iðnaðarskoðunum, vísindarannsóknum og öryggisvernd og öðrum sviðum. Með vaxandi eftirspurn eftir skynjun út fyrir sýnilegt ljósrófið er þróun skammbylgju-innrauðra myndskynjara einnig stöðugt að aukast. Hins vegar er það að ná háskerpu og litlum hávaða...breiðvirkt ljósnemistendur enn frammi fyrir mörgum tæknilegum áskorunum. Þó að hefðbundnir skammtbylgju-innrauðir ljósnemar með InGaAs-tækni geti sýnt framúrskarandi ljósvirkni og hreyfanleika flutningsaðila, þá er grundvallarmótsögn milli lykilafkösta þeirra og uppbyggingar tækisins. Til að ná hærri skammtavirkni (QE) þurfa hefðbundnar hönnun frásogslag (AL) sem er 3 míkrómetrar eða meira, og þessi uppbygging leiðir til ýmissa vandamála.
Til að minnka þykkt frásogslagsins (TAL) í InGaAs stuttbylgju innrauða geislunljósnemiÞað er mikilvægt að bæta upp fyrir minnkun á frásogi við langar bylgjulengdir, sérstaklega þegar þykkt frásogslagsins með litlu svæði leiðir til ófullnægjandi frásogs á langbylgjulengdarsviðinu. Mynd 1a sýnir aðferðina til að bæta upp fyrir þykkt frásogslagsins með litlu svæði með því að lengja ljósfrásogsleiðina. Þessi rannsókn eykur skammtavirkni (QE) í stuttbylgju innrauða bandinu með því að kynna TiOx/Au-byggða leiðsagnarhamsómunarbyggingu (GMR) á bakhlið tækisins.

Í samanburði við hefðbundnar flatar málmendurskinsbyggingar getur leiðsagnarhamur með ómun framkallað margvísleg áhrif á ómunagleypni, sem eykur frásogsnýtni langbylgjuljóss verulega. Rannsakendur fínstilltu lykilbreytur hönnunar leiðsagnarhamursins með ómun, þar á meðal tímabil, efnissamsetningu og fyllingarstuðul, með því að nota stranga tengda bylgjugreiningu (RCWA). Fyrir vikið viðheldur þetta tæki enn skilvirkri frásog í stuttbylgju innrauða bandinu. Með því að nýta kosti InGaAs efna könnuðu rannsakendurnir einnig litrófssvörun eftir undirlagsbyggingu. Minnkun á þykkt frásogslagsins ætti að fylgja minnkun á EQE.
Að lokum má segja að þessi rannsókn hafi þróað InGaAs skynjara með aðeins 0,98 míkrómetra þykkt, sem er meira en 2,5 sinnum þynnri en hefðbundin uppbygging. Á sama tíma viðheldur hann skammtanýtni upp á yfir 70% á bylgjulengdarbilinu 400-1700 nm. Þessi byltingarkennda þróun með ofurþunna InGaAs ljósnemanum býður upp á nýja tæknilega leið fyrir þróun háskerpu, lágsuðs breiðspektra myndskynjara. Hraður flutningstími burðarbylgjunnar, sem fylgir hönnun ofurþunnu uppbyggingarinnar, er gert ráð fyrir að muni draga verulega úr rafmagns krosstali og bæta svörunareiginleika tækisins. Á sama tíma er minni uppbygging tækisins hentugri fyrir þrívíddar samþættingartækni með einni flís (M3D), sem leggur grunninn að því að ná pixlafylkjum með mikilli þéttleika.