Nouvo teknoloji nan mens Silisyòm photodetector

Nouvo teknoloji nanmens silikon photodetector
Estrikti kaptire foton yo te itilize pou amelyore absòpsyon limyè nan mensPhotodetectors Silisyòm
Sistèm fotonik yo rapidman pran traction nan anpil aplikasyon émergentes, ki gen ladan kominikasyon optik, lidar kèk, ak D 'medikal. Sepandan, adopsyon an toupatou nan fotonik nan solisyon jeni nan lavni depann sou pri a nan manifaktiPhotoDetectors, ki an vire depann lajman sou ki kalite semi -conducteurs itilize pou sa.
Tradisyonèlman, Silisyòm (SI) te semi -conducteurs ki pi omniprésente nan endistri elektwonik la, anpil pou ke pifò endistri yo te gen ase matirite nan materyèl sa a. Malerezman, SI gen yon koyefisyan absòpsyon limyè relativman fèb nan tou pre enfrawouj (NIR) spectre konpare ak lòt semi -kondiktè tankou Arsenide Gallium (GAAS). Poutèt sa, GaAs ak alyaj ki gen rapò ak yo pwospere nan aplikasyon pou fotonik men yo pa konpatib ak tradisyonèl konplemantè metal-oksid semi-conducteurs (CMOS) pwosesis yo itilize nan pwodiksyon an nan pi elektwonik. Sa a te mennen nan yon ogmantasyon byen file nan depans fabrikasyon yo.
Chèchè yo te envante yon fason yo anpil amelyore tou pre-enfrawouj absòpsyon nan Silisyòm, ki ta ka mennen nan rediksyon pri nan pèfòmans-wo aparèy fotonik, ak yon ekip rechèch UC Davis se pyonye yon nouvo estrateji amelyore anpil absòpsyon nan fim silisyòm mens. Nan dènye papye yo nan lyen avanse fotonik yo, yo demontre pou premye fwa yon demonstrasyon eksperimantal nan yon fotodetèkteur ki baze sou Silisyòm ak estrikti limyè-kaptire-ak estrikti nano-sifas, akonplisman amelyorasyon pèfòmans san parèy ki konparab ak GaAs ak lòt III-V gwoup semi-kondiktè. Fotodetector la konsiste de yon plak silikon mikron-epè silendrik mete sou yon substrate posibilite, ak metal "dwèt" pwolonje nan yon mòd dwèt-travay soti nan metal la kontak nan tèt plak la. Importantly, se Silisyòm a defonse plen ak twou sikilè ranje nan yon modèl peryodik ki aji kòm sit kaptire fotonik. Estrikti an jeneral nan aparèy la lakòz limyè a nòmalman ensidan yo pliye pa prèske 90 ° lè li frape sifas la, sa ki pèmèt li nan difize lateralman sou avyon an SI. Sa yo mòd pwopagasyon lateral ogmante longè a nan vwayaj limyè a ak efektivman ralanti li desann, ki mennen ale nan plis entèraksyon limyè-yo e konsa ogmante absòpsyon.
Chèchè yo te fè tou simulasyon optik ak analyses teyorik pou pi byen konprann efè estrikti kaptire fotonik yo, epi yo te fè plizyè eksperyans konpare fotodetèkteur avèk yo ak san yo. Yo te jwenn ke kaptire foton mennen nan yon amelyorasyon siyifikatif nan efikasite absòpsyon bande nan spectre la NIR, rete pi wo a 68% ak yon somè nan 86%. Li se vo anyen ki nan gwoup la tou pre enfrawouj, koyefisyan nan absòpsyon nan fotodetèkteur a kaptire foton se plizyè fwa pi wo pase sa yo ki an Silisyòm òdinè, depase asenid galyòm. Anplis de sa, byenke konsepsyon yo pwopoze a se pou 1μm epè plak Silisyòm, similasyon nan 30 nm ak 100 nm fim Silisyòm konpatib ak CMOS elektwonik montre menm jan pèfòmans ranfòse.
An jeneral, rezilta yo nan etid sa a demontre yon estrateji prometteur pou amelyore pèfòmans nan Silisyòm ki baze sou photodetectors nan aplikasyon pou fotonik émergentes. Ka segondè absòpsyon kapab reyalize menm nan ultra-mens kouch Silisyòm, ak kapasite parazit sikwi a ka kenbe ba, ki se kritik nan sistèm gwo vitès. Anplis de sa, metòd yo pwopoze a se konpatib ak modèn CMOS pwosesis manifakti ak Se poutèt sa gen potansyèl la yo revolusyone fason optoelectronics yo entegre nan sikui tradisyonèl yo. Sa a, nan vire, te kapab ale wout la pou franchi sibstansyèl nan abòdab rezo konpitè ultra ak teknoloji D '.