A tecnologia de geração de ondas Terahertz (THz) é amplamente utilizada em áreas como detecção de terahertz, imagens de segurança, testes não destrutivos de materiais e comunicação de dados sem fio terahertz de alta velocidade. Heteródino óptico é um método para obter emissão contínua de ondas terahertz sintonizáveis, misturando sinais de frequência de batimento de dois modos de laser com diferentes comprimentos de onda de luz. É considerada uma solução simples e eficaz. Fotodiodos portadores univiajantes (UTC-PDs), como componentes do misturador óptico, são componentes-chave em processos ópticos heteródinos para obter conversão OE ultrarrápida na faixa de frequência terahertz. Foi comprovado que um projeto de fotodetector de portador uni-viajante modificado (MUTC-PD) com uma seção de absorvedor híbrido tem velocidade de resposta mais rápida e maior eficiência de conversão OE em comparação com projetos UTC-PD tradicionais.PAM-XIAMENpode produzir epiwafers MUTC-PD com base no substrato InP, estrutura específica do fotodetector MUTC, consulte a tabela abaixo:
1. Estruturas da camada fotodetectora MUTC
PAMP22175 – MUTC-PD
Epi-estrutura do fotodetector No.1 MUTC
| Camada No. | Material | Espessura | Concentração de Dopagem (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 | Substrato SI InP | Dopado com Fe |
Nº 2 Camadas Epitaxiais MUTC-PD
| Camada No. | Material | Espessura | Concentração de Dopagem (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 | – | nid |
| 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 | Substrato SI InP | Dopado com Fe |
2. Sobre o MUTC-PD
Normalmente, o UTC-PD é composto por uma camada de absorção de luz tipo P e uma camada de junção de banda larga tipo N, com apenas elétrons como transportadores ativos. Devido à mobilidade de elétrons muito maior do que a mobilidade de buracos, a velocidade de deriva dos elétrons tem uma vantagem significativa. Em comparação com o efeito de acumulação de buracos no fotodiodo, é necessária uma maior intensidade de luz incidente para causar o efeito de acumulação de elétrons no fotodiodo (ou seja, intensidade de luz limite). Portanto, o fotodiodo UTC pode efetivamente suprimir o efeito de carga espacial, o que também permite que o fotodetector UTC mantenha a saída de sinal de alta velocidade sob alta intensidade de luz incidente e condições de alta corrente.
A estrutura do fotodiodo MUTC é uma melhoria na estrutura UTC para aprimorar a capacidade de alta potência e a capacidade de resposta, mantendo alta largura de banda. Ao inserir uma camada InGaAs não dopada adequadamente espessa entre a camada de absorção inesgotável de InGaAs e a camada de deriva InP, a responsividade do fotodiodo UTC pode ser aumentada. A camada de deriva InP é dopada com n como camada de compensação de carga para reduzir o efeito de proteção de carga espacial em altas densidades de corrente. A camada de compensação de carga distorce previamente o campo elétrico integrado para obter uma distribuição de campo elétrico plana em alta densidade de corrente.
Uma estrutura típica de fotodetector MUTC operando no comprimento de onda de 1550 nm inclui vários componentes principais, incluindo uma camada de absorção InGaAs dopada com p pesada e uma camada de coleta de elétrons InP dopada com n leve. A fina camada InGaAsP não dopada entre a camada de absorção e a camada coletora forma uma transição graduada de bandgap. Na estrutura MUTC-PD, uma porção do absorvedor sofrerá dopagem n moderada e será completamente esgotada sob polarização reversa apropriada. Em comparação com o UTC-PD tradicional, as portadoras geradas por fotos são aceleradas pelo forte campo elétrico gerado na região de depleção, o que acelera a velocidade de resposta do MUTC PD.
Para mais informações, entre em contato conosco pelo e-mailvictorchan@powerwaywafer.com e powerwaymaterial@gmail.com.