Niyə Ge-ni fotodetektor kimi istifadə etməliyik?

Niyə Ge-dən istifadə etməliyik?fotodetektor
1, Əsas yerləşdirmə: Ge-dən fotodetektor kimi istifadə etmək nə üçün vacibdir?
Silikon optik rabitələrində fotodetektorlar optik siqnalları yenidən elektrik siqnallarına çevirən "tərcüməçilər"dir. Lakin, silisiumun özünün 1,12 eV zolaq boşluğu var və 1310/1550 nm rabitə zolaqları üçün demək olar ki, şəffafdır, buna görə də yalnız germanium (Ge) daxil edilə bilər.
Ge, rabitə O/C zolağını əhatə edən 0,8 eV birbaşa zolaq boşluğuna malikdir, lakin silikonla 4,2% qəfəs uyğunsuzluğuna malikdir. Birbaşa böyümə üçün dislokasiya sıxlığı 4 × 10 ⁸ sm ⁻ ²-ə qədər yüksəkdir və qaranlıq cərəyan tamamilə mövcud deyil; Eyni zamanda, Ge dolayı zolaq boşluğuna malikdir və onun udma əmsalı təbii olaraq InGaAs-dan bir dərəcə aşağıdır ki, bu da təbii zəiflikdir.
2, Əsas irəliləyiş: dalğaötürücü inteqrasiyası performans maneəsini aradan qaldırır
Ənənəvi şaquli düşmə fotodetektorlarının “udma uzunluğu=daşıyıcı toplama yolu” yalnız 7GHz yuxarı həddi olan “cavabdehlik bant genişliyi” mişarına malikdir;
Hazırda əsas cihaz marşrutları üç kateqoriyaya bölünür:
Şaquli pin: Bu proses sənayedə ən sadə və geniş yayılmışdır, sıfır qərəzlilikdə 40Gb/s və>60GHz bant genişliyinə nail olur;
MSM Metal Yarımkeçirici Metal: Yüksək temperaturlu dopinqə ehtiyac yoxdur, arxa hissəyə inteqrasiya edilə bilər, yüksək qaranlıq cərəyana malikdir və 40GHz-dən çox bant genişliyinə malikdir;
Yüksək səviyyəli variantlar:Səyahət dalğası fotodetektorları(TWPD) və tək xətli daşıyıcı fotodetektorlar (UTC) yüksək bant genişliyi və yüksək doyma fotocərəyanını balanslaşdıran mikrodalğalı foton əlaqələri üçün istifadə olunur.
3, Materiallar və Sənətkarlıq: 'Qüsurları' Üstünlüklərə Çevirmək
Şəbəkə uyğunsuzluğu və performans çatışmazlıqlarına cavab olaraq, sənaye yetkin həllər hazırlamışdır:
İki mərhələli epitaksiya metodu: əvvəlcə 30-50 nm aşağı temperaturlu bufer təbəqəsi yetişdirilir və sonra hədəf qalınlığa çatmaq üçün temperatur artırılır və dislokasiya sıxlığı ~10 ⁷ sm ⁻²-ə endirilir;
Gərginlik mühəndisliyi: Ge və Si arasındakı istilik genişlənmə əmsallarındakı fərq Ge təbəqəsində 0,2% iki oxlu dartılma gərginliyinə səbəb olacaq və nəticədə zolaq boşluğunun 0,8 eV-dən 0,77 eV-ə qədər birbaşa azalması və udma kənarının 1,55 μm-dən 1,61 μm-ə qədər uzanması ilə nəticələnəcək və bütün C+L zolağını əhatə edəcək və hətta L zolağındakı udma əmsalı InGaAs-ın udma əmsalı ilə uyğunlaşa bilər;
CMOS inteqrasiyası: Hələ də tədqiqat mərhələsindədir. Ön tərəf inteqrasiyası (FEOL) 750 ℃-dən yuxarı yüksək temperaturlara davam gətirməlidir, arxa tərəf inteqrasiyası (BEOL) isə temperatura uyğundur, lakin kristal substratları yoxdur və hələ vahid yetkin bir həll yolu yaratmayıb. Hal-hazırda, sənaye ümumiyyətlə "90% tək çip + xarici" qarışıq bir marşrutu qəbul edir.lazer"."