테라헤르츠(THz)파 발생 기술은 테라헤르츠 센싱, 안전 이미징, 비파괴 재료 테스트, 고속 테라헤르츠 무선 데이터 통신 등의 분야에서 널리 사용됩니다. 광학 헤테로다인은 두 가지 레이저 모드의 비트 주파수 신호를 서로 다른 빛의 파장과 혼합하여 연속 조정 가능한 테라헤르츠파 방출을 달성하는 방법입니다. 이는 간단하고 효과적인 솔루션으로 간주됩니다. 광학 믹서 구성요소인 UTC-PD(단방향 캐리어 광다이오드)는 테라헤르츠 주파수 범위에서 초고속 OE 변환을 달성하기 위한 광학 헤테로다인 공정의 핵심 구성요소입니다. 하이브리드 흡수체 섹션을 갖춘 수정된 단일 이동 캐리어 광검출기(MUTC-PD) 설계는 기존 UTC-PD 설계에 비해 더 빠른 응답 속도와 더 높은 OE 변환 효율성을 갖는 것으로 입증되었습니다.PAM-하문InP 기판을 기반으로 MUTC-PD 에피웨이퍼를 생산할 수 있습니다. MUTC 광검출기의 특정 구조는 아래 표를 참조하십시오.
1. MUTC 광검출기 층 구조
PAMP22175 – MUTC-PD
No.1 MUTC 광검출기 Epi 구조
| 레이어 번호 | 자료 | 두께 | 도핑농도(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 | 아이인피 | – | – |
| 3 | n+-InGaAs:Si | – | – |
| 2 | n+-InP:Si | – | – |
| 1 | i-InGaAs | – | – |
| 0 | SI InP 기판 | Fe 도핑 |
2번 MUTC-PD 에피택셜층
| 레이어 번호 | 자료 | 두께 | 도핑농도(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 | – | 니드 |
| 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 | 아이인피 | – | – |
| 3 | n+-InGaAs:Si | – | – |
| 2 | n+-InP:Si | – | – |
| 1 | i-InGaAs | – | – |
| 0 | SI InP 기판 | Fe 도핑 |
2. MUTC-PD 소개
일반적으로 UTC-PD는 P형 광흡수층과 N형 와이드 밴드갭 접합층으로 구성되며 전자만 활성 캐리어로 사용합니다. 정공 이동도보다 전자 이동도가 훨씬 높기 때문에 전자의 드리프트 속도는 상당한 이점을 갖습니다. 포토다이오드에서 정공의 축적 효과와 비교하여, 포토다이오드에서 전자의 축적 효과(즉, 임계광 강도)를 유발하려면 더 높은 입사광 강도가 필요합니다. 따라서 UTC 포토다이오드는 공간 전하 효과를 효과적으로 억제할 수 있으며, 이를 통해 UTC 광검출기는 높은 입사광 강도와 높은 전류 조건에서 고속 신호 출력을 유지할 수 있습니다.
MUTC 포토다이오드 구조는 높은 대역폭을 유지하면서 고전력 성능과 응답성을 향상시키기 위해 UTC 구조를 개선한 것입니다. 소진되지 않은 InGaAs 흡수층과 InP 드리프트층 사이에 적절하게 두꺼운 도핑되지 않은 InGaAs 층을 삽입함으로써 UTC 포토다이오드의 응답성을 높일 수 있습니다. InP 드리프트층은 높은 전류 밀도에서 공간 전하 차폐 효과를 줄이기 위해 전하 보상층으로 n을 도핑합니다. 전하 보상층은 내장된 전기장을 사전 왜곡하여 높은 전류 밀도에서 평평한 전기장 분포를 달성합니다.
1550 nm 파장에서 작동하는 일반적인 MUTC 광검출기 구조에는 무거운 p-도핑 InGaAs 흡수층과 가벼운 n-도핑 InP 전자 수집층을 비롯한 여러 주요 구성 요소가 포함됩니다. 흡수층과 컬렉터층 사이의 얇은 도핑되지 않은 InGaAsP 층은 점진적인 밴드갭 전이를 형성합니다. MUTC-PD 구조에서 흡수체의 일부는 약한 n 도핑을 거치며 적절한 역 바이어스 하에서 완전히 고갈됩니다. 기존 UTC-PD와 비교하여 광 생성 캐리어는 공핍 영역에서 생성된 강한 전기장에 의해 가속되어 MUTC PD의 응답 속도가 가속화됩니다.
자세한 내용은 이메일로 문의해 주세요.victorchan@powerwaywafer.com 과 powerwaymaterial@gmail.com.