हामीले Ge लाई किन प्रयोग गर्नुपर्छ?फोटोडिटेक्टर
१, आधारभूत स्थिति: Ge लाई फोटोडिटेक्टरको रूपमा किन प्रयोग गर्नु आवश्यक छ?
सिलिकन अप्टिकल लिङ्कहरूमा, फोटोडिटेक्टरहरू "अनुवादकहरू" हुन् जसले अप्टिकल सिग्नलहरूलाई विद्युतीय सिग्नलहरूमा रूपान्तरण गर्छन्। यद्यपि, सिलिकनमा आफैंमा १.१२ eV को ब्यान्डग्याप हुन्छ र १३१०/१५५० nm सञ्चार ब्यान्डहरूमा लगभग पारदर्शी हुन्छ, त्यसैले जर्मेनियम (Ge) मात्र परिचय गराउन सकिन्छ।
Ge मा ०.८ eV को प्रत्यक्ष ब्यान्डग्याप छ, जसले सञ्चार O/C ब्यान्डलाई समेट्छ, तर सिलिकनसँग ४.२% जाली बेमेल छ। प्रत्यक्ष वृद्धिको लागि विस्थापन घनत्व ४ × १० ⁸ सेमी ⁻ ² जति उच्च छ, र गाढा प्रवाह पूर्ण रूपमा अनुपलब्ध छ; एकै समयमा, Ge मा अप्रत्यक्ष ब्यान्डग्याप छ, र यसको अवशोषण गुणांक स्वाभाविक रूपमा InGaAs भन्दा एक परिमाण कम छ, जुन एक प्राकृतिक कमजोरी हो।
२, मुख्य सफलता: वेभगाइड एकीकरणले कार्यसम्पादन अवरोध तोड्छ
परम्परागत ठाडो घटना फोटोडिटेक्टरहरूको "अवशोषण लम्बाइ = वाहक सङ्कलन मार्ग" मा "प्रतिक्रिया ब्यान्डविथ" सीसा हुन्छ, जसको माथिल्लो सीमा केवल 7GHz हुन्छ;
हाल, मुख्यधारा उपकरण मार्गहरू तीन वर्गमा विभाजित छन्:
ठाडो पिन: यो प्रक्रिया उद्योगमा सबैभन्दा सरल र मुख्यधारा हो, शून्य पूर्वाग्रह र>६०GHz ब्यान्डविथमा ४०Gb/s प्राप्त गर्दै;
MSM धातु अर्धचालक धातु: उच्च-तापमान डोपिङको आवश्यकता पर्दैन, ब्याकएन्डमा एकीकृत गर्न सकिन्छ, उच्च गाढा प्रवाह छ, र 40GHz भन्दा बढीको ब्यान्डविथ छ;
उच्चस्तरीय भेरियन्टहरू:यात्रा गर्ने तरंग फोटोडिटेक्टरहरू(TWPD) र एकल लाइन क्यारियर फोटोडिटेक्टरहरू (UTC) माइक्रोवेभ फोटोन लिङ्कहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ, उच्च ब्यान्डविथ र उच्च संतृप्ति फोटोकरेन्ट सन्तुलनमा राख्छ।
३, सामग्री र शिल्प कौशल: 'दोषहरू' लाई फाइदामा परिणत गर्ने
ल्याटिस बेमेल र कार्यसम्पादन कमजोरीहरूको प्रतिक्रियामा, उद्योगले परिपक्व समाधानहरू विकास गरेको छ:
दुई चरणको एपिटाक्सी विधि: पहिले, ३०-५०nm को कम-तापमान बफर तह बढाइन्छ, र त्यसपछि लक्षित मोटाईमा पुग्न तापक्रम बढाइन्छ, जसले गर्दा विस्थापन घनत्व ~१० ⁷ सेमी ⁻ ² मा घट्छ;
स्ट्रेन इन्जिनियरिङ: Ge र Si बीचको थर्मल एक्सपेन्सन कोषहरूमा भिन्नताले Ge फिल्ममा ०.२% द्विअक्षीय तन्य तनाव निम्त्याउनेछ, जसको परिणामस्वरूप ०.८ eV बाट ०.७७ eV सम्म प्रत्यक्ष ब्यान्ड ग्याप घट्नेछ र १.५५ μm बाट १.६१ μm सम्म अवशोषण किनारा विस्तार हुनेछ, जसले सम्पूर्ण C+L ब्यान्डलाई समेट्छ, र L ब्यान्डमा अवशोषण गुणांक पनि InGaAs सँग मेल खान सक्छ;
CMOS एकीकरण: यो अझै पनि अन्वेषण चरणमा छ। फ्रन्ट एन्ड एकीकरण (FEOL) ले ७५० ℃ भन्दा माथिको उच्च तापक्रम सहन आवश्यक छ, जबकि ब्याक-एन्ड एकीकरण (BEOL) तापक्रम अनुकूल छ तर क्रिस्टल सब्सट्रेट बिना, र अझै एकीकृत परिपक्व समाधान गठन गरेको छैन। हाल, उद्योगले सामान्यतया "९०% एकल-चिप + बाह्य" को मिश्रित मार्ग अपनाउँछ।लेजर"।
पोस्ट समय: जुन-२३-२०२६