Yeni texnologiyanazik silikon fotoqramı
Foton ələ keçirmə quruluşları incə olan yüngül udulmasını artırmaq üçün istifadə olunurSilikon fotoqramları
Photonic sistemlər, optik rabitə, lidar sensasiya və tibbi görüntü də daxil olmaqla, bir çox ortaya çıxan tətbiqlərdə sürətlə dartılır. Bununla birlikdə, gələcək mühəndis həllərindəki fotoniklərin geniş yayılması istehsal dəyərindən asılıdırfotodetektorlar, bu da öz növbəsində bu məqsədlə istifadə olunan yarımkeçirici növü ilə bağlıdır.
Ənənəvi olaraq, silikon (SI) elektron sektorun ən çox quruluşlu yarımkeçiricisi olmuşdur ki, bu materialın əksəriyyəti bu material ətrafında yetişdirsin. Təəssüf ki, SI, Gallium Arsenide (GAAS) kimi digər yarımkeçiricilərlə müqayisədə yaxın infraqırmızı (NIR) spektrində nisbətən zəif bir udma əmsalı var. Buna görə GAAS və əlaqəli ərintilər fotonik tətbiqlərdə inkişaf edir, lakin əksər elektronika istehsalında istifadə olunan ənənəvi tamamlayıcı metal-oksid yarımkeçiricisi (CMO) prosesləri ilə uyğun deyillər. Bu, istehsal xərclərinin kəskin artmasına səbəb oldu.
Tədqiqatçılar, yüksək performanslı fotonik cihazlarda xərclərin azaldılmasına səbəb ola biləcək silikonda infraqırmızı udma qabiliyyətini çox artırmağın bir yolunu hazırlamış və bir UC Davis tədqiqat qrupu, silikon nazik filmlərdə yüngül udulmasını çox yaxşılaşdırmaq üçün yeni bir strategiyanı qabaqlayır. İnkişaf etmiş fotoniklər Nexus-da ən son kağızlarında ilk dəfə GAAS və digər III-V qrup yarımkeçiriciləri ilə müqayisə olunan görünməmiş bir performans yaxşılaşdırılmasına nail olmaqla, silikon əsaslı bir fotodetektorun eksperimental nümayişinin eksperimental nümayişini nümayiş etdirir. PhotoTetector, boşqabın yuxarısındakı kontakt metaldan bir barmaq-çəngəl modada uzanan bir izolyasiya edilmiş bir substratda yerləşdirilən mikron qalın bir silindrik silikon boşqabdan ibarətdir. Əhəmiyyətli olan, lumpy silikon, foton çəkmə saytları kimi fəaliyyət göstərən dövri bir naxışda təşkil olunan dairəvi dəliklərlə doludur. Cihazın ümumi quruluşu, su səthinə dəyəndə təxminən 90 ° əyildiyi zaman, SI təyyarəsi boyunca təbliğ etməyə imkan verən zaman 90 ° əyilməyə səbəb olur. Bu yan təbəqə rejimləri işığın səyahətinin uzunluğunu artırır və onu daha da yavaşca yavaşlayır, daha yüngül, qarşılıqlı əlaqələrə aparır və beləliklə udulur.
Tədqiqatçılar foton ələ keçirmə strukturlarının təsirini daha yaxşı başa düşmək və fotodetektoru ilə müqayisə edərək bir neçə təcrübə ilə əlaqəli bir neçə təcrübə və onsuz bir neçə təcrübə keçirdilər. Photon ələ keçirilməsinin, 86% zirvəsi ilə 68% -dən yuxarı olan NIR spektrində genişzolaqlı udma səmərəliliyinin əhəmiyyətli bir yaxşılaşmasına səbəb olduğunu gördülər. Növbəti infraqırmızı bantda, foton çəkmə fotodetektorunun udma əmsalı, Qallium Arsenide-dən çox olan adi silikondan bir neçə dəfə yüksəkdir. Bundan əlavə, təklif olunan dizayn 1 mkm qalınlığında silikon plitələr üçün, SMOS elektronika ilə uyğun 30 Nm və 100 Nm silikon filmləri simulyasiyaları oxşar inkişaf etmiş performans göstərir.
Ümumiyyətlə, bu araşdırmanın nəticələri ortaya çıxan fotonik tətbiqlərdə silikon əsaslı fotodetektorların performansının yaxşılaşdırılması üçün perspektivli bir strategiya nümayiş etdirir. Yüksək udma, hətta ultra nazik silikon təbəqələrdə də nail olmaq olar və dövrənin parazitar kapasitansı aşağı səviyyədə saxlanıla bilər, bu da yüksək sürətli sistemlərdə kritik olan aşağı səviyyədə saxlanıla bilər. Bundan əlavə, təklif olunan metod müasir CMO-lar istehsal proseslərinə uyğundur və buna görə də optoelektronikanın ənənəvi dövrələrə inteqrasiya olunmasının yolunu inqilab etmək potensialına malikdir. Bu, öz növbəsində, əlverişli ultrafast kompüter şəbəkələrində və görüntüləmə texnologiyasında əsaslı sıçrayış üçün yol aça bilər.
Saat: Noyabr-12-2024