InGaAs/InP MUTC 光検出器 (MUTC-PD) ウェハ

InGaAs/InP MUTC 光検出器 (MUTC-PD) ウェハ

テラヘルツ(THz)波発生技術は、テラヘルツセンシング、安全イメージング、非破壊材料試験、高速テラヘルツ無線データ通信などの分野で広く使用されています。 光ヘテロダインは、光の波長が異なる2つのレーザーモードのビート周波数信号を混合することによって、連続的な同調可能なテラヘルツ波の放射を達成する方法です。 これはシンプルで効果的な解決策と考えられています。 光ミキサー コンポーネントとしてのユニトラベリング キャリア フォトダイオード (UTC-PD) は、テラヘルツ周波数範囲で超高速 OE 変換を達成するための光ヘテロダイン プロセスの重要なコンポーネントです。 ハイブリッド吸収体セクションを備えた改良型ユニトラベリングキャリア光検出器 (MUTC-PD) 設計は、従来の UTC-PD 設計と比較して、応答速度が速く、OE 変換効率が高いことが証明されています。PAM-厦門InP 基板をベースとした MUTC-PD エピウェーハを製造できます。MUTC 光検出器の具体的な構造は、以下の表を参照してください。

MUTC光検出器ウェハ

1. MUTC光検出器の層構造

PAMP22175 – MUTC-PD

No.1 MUTC光検出器エピ構造

レイヤー番号 材料 厚さ ドーピング濃度(cm-3)
20 p-InP:Zn
19 p+-InGaAs:Zn
18 p+-InGaAsP:Zn(Q1.15um)
17 p+-InGaAsP:Zn(Q1.40um)
16 p+-InGaAs:Zn
15 p+-InGaAs:Zn
14 i-InGaAs 0.01um
13 n-InGaAsP:Si(Q1.50um)
12 n-InGaAsP:Si(Q1.15um)
11 n+-InP:Si
10 n-InP:Si
9 n+-InP:Si
8 n+-InGaAsP:Si(Q1.30um)
7 n+-InP:Si 1×1018
6 n+-InGaAsP:Si(Q1.30um)
5 n+-InP:Si
4 i-InP
3 n+-InGaAs:Si
2 n+-InP:Si
1 i-InGaAs
0 SI InP基板   鉄ドープ

 

第2回 MUTC-PDエピタキシャル層

レイヤー番号 材料 厚さ ドーピング濃度(cm-3)
22 p-InP:Zn
21 p+-InGaAs:Zn
20 p+-InP:Zn  
19 p+-InGaAsP:Zn(Q1.10um)
18 p+-InGaAsP:Zn(Q1.40um)
17 p+-InGaAs:Zn
16 p-InGaAs:Zn
15 n-InGaAs ニド
14 n-InGaAsP:Si(Q1.50um)
13 n-InGaAsP:Si(Q1.15um)
12 n+-InP:Si
11 n-InP:Si
10 n-InP:Si 0.1um
9 n+-InP:Si
8 n+-InGaAsP:Si(Q1.30um)
7 n+-InP:Si  
6 n+-InGaAsP:Si(Q1.30um)
5 n+-InP:Si
4 i-InP
3 n+-InGaAs:Si
2 n+-InP:Si
1 i-InGaAs
0 SI InP基板   鉄ドープ

 

2. MUTC-PDについて

通常、UTC-PDはP型光吸収層とN型ワイドバンドギャップ接合層で構成され、活性キャリアとして電子のみを含みます。 電子の移動度は正孔の移動度よりもはるかに高いため、電子のドリフト速度には大きな利点があります。 フォトダイオードにおける正孔の蓄積効果と比較して、フォトダイオードにおける電子の蓄積効果を引き起こすには、より高い入射光強度(すなわち、閾値光強度)が必要である。 したがって、UTCフォトダイオードは空間電荷効果を効果的に抑制でき、これによりUTCフォトディテクタは高入射光強度および高電流条件下でも高速信号出力を維持することができます。

MUTC フォトダイオード構造は、高帯域幅を維持しながら高出力能力と応答性を強化するために UTC 構造を改良したものです。 消費されないInGaAs吸収層とInPドリフト層との間に適切な厚さのアンドープInGaAs層を挿入することによって、UTCフォトダイオードの応答性を高めることができる。 InP ドリフト層には電荷補償層として n がドープされ、高電流密度での空間電荷遮蔽効果が低減されます。 電荷補償層は内蔵電場を事前に歪め、高電流密度で平坦な電場分布を実現します。

1550 nm の波長で動作する典型的な MUTC 光検出器構造には、高濃度に p ドープされた InGaAs 吸収層や低濃度に n ドープされた InP 電子収集層など、いくつかの主要コンポーネントが含まれています。 吸収層とコレクタ層の間にある薄いアンドープ InGaAsP 層は、段階的なバンドギャップ遷移を形成します。 MUTC-PD 構造では、吸収体の一部が穏やかな n ドーピングを受け、適切な逆バイアス下で完全に空乏化します。 従来の UTC-PD と比較して、光生成キャリアは空乏領域で生成された強い電場によって加速され、MUTC PD の応答速度が向上します。

詳細については、メールでお問い合わせください。victorchan@powerwaywafer.compowerwaymaterial@gmail.com.

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