SiベースGaN PIN光検出器の構造
III 族窒化物は、優れた耐放射線性と高温特性により、極限条件での作業に適しています。その中で、過去 10 年間にわたって、さまざまなタイプの GaN ベースの光検出器 (PD) の製造が報告されてきました。さらに、シリコン基板の高い導電性により、シリコン (Si) エピタキシャル構造上の GaN に基づく光検出器の構築が注目されています。すべての構造の中でも、PIN 光検出器構造は、高耐圧、低暗電流、シャープなカットオフ、および高い応答性を備えたデバイスを実現します。PAM-XIAMENは、お客様の要件を満たすSiベースのPIN光検出器エピタキシャル構造などの半導体ウェーハを提供できます。ウェーハの詳細情報については、をご覧ください。https://www.powerwaywafer.com/products.html.シリコン基板上にエピタキシャル成長させた半導体光検出器構造の仕様は、たとえば次のとおりです。
1. Si系PIN光検出器エピタキシャルウェハ
No.1 光検出器用 GaN on Si PIN エピ構造
| 層 | 厚さ | ドーピング濃度 |
| P ++ | – | – |
| P+ | 〜500nm | – |
| n型GaN | – | 〜5E15cm-3 |
| n + -GaN | 1um | – |
| バッファ | – | |
| Si基板 |
No.2 Si系GaN PIN受光素子エピタキシャルウェハ
| 層 | 厚さ | ドーピング濃度 |
| pGaN | 0.1〜0.3um | – |
| i-GaN | – | – |
| nGaN | 1〜1.5um | 1E18〜5E18 |
| uGaN | – | |
| (Al、Ga)N バッファ | – | |
| AlNの | – | |
| Si基板 |
2. 光検出器構造デバイス用窒化物
窒化ガリウム (GaN) およびその合金材料 (窒化アルミニウム、窒化アルミニウムガリウム、窒化インジウムガリウム、窒化インジウムを含む) は、大きなバンドギャップと広いスペクトル範囲 (紫外から赤外の全帯域をカバー)、高温耐性、優れた耐食性を特徴としており、オプトエレクトロニクスおよびマイクロエレクトロニクスの分野で大きな応用価値があります。アルバツジョージア1-xN 材料システムは、200 ～ 365nm の波長範囲の光検出器材料として非常に適していることが証明されています。この成功は、窒化物ベースの横型または縦型構造の光検出器の商品化につながりました。光検出器の構造には非常に高い効率が要求されます。
3. PINフォトディテクタについて
ＰＩＮ光検出器は、光検出器のＰ型領域とＮ型領域との間に真性層の層を追加することによって形成される。真性層に追加される空乏領域の幅が大幅に増加するため、PIN 光検出器が改善されます。以下に説明する光検出器構造 PIN の PN 接合は横型であるため、横型 PIN 光検出器と呼ばれます。横型PIN光検出器を作製するためのSi基板はアンドープであるため、基板の抵抗率が高くなります。空乏領域は真性 Si 基板上に形成されます。真性基板がアンドープであるため、ＰＩＮ光検出器は比較的広い空乏領域を有し、したがって比較的大きな量子効率と高い応答性を有する。
しかし、PIN 光検出器の動作原理では、電界強度は PIN 検出器の側面構造の表面から内部に向かって急激に減少します。つまり、電界強度の大部分が検出器の表面に集中します。低周波数では、横方向 PIN 検出器の応答性は比較的高くなりますが、表面で生成された光生成キャリアのみが高速キャリアであり、高速で動作することができます。 Si 基板内で生成されたキャリアは拡散運動によって電極に到達し、PIN 光検出器の性能を大幅に低下させます。
述べる：
中国政府は、半導体チップの製造に使用されるガリウム材料（GaAs、GaN、Ga2O3、GaP、InGaAs、GaSbなど）およびゲルマニウム材料の輸出に対する新たな制限を発表しました。 2023 年 8 月 1 日より、これらの材料の輸出は中国商務省から許可を取得した場合にのみ許可されます。ご理解とご協力をお願いいたします。
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