Pou Silisyòm ki baze sou optoelectronics, Silisyòm photodetectors
PhotoDetectorsKonvèti siyal limyè nan siyal elektrik, epi kòm pousantaj transfè done kontinye amelyore, gwo vitès photodetectors entegre ak Silisyòm ki baze sou Optoelectronics tribin yo te vin kle nan pwochen-jenerasyon sant done ak rezo telekominikasyon yo. Atik sa a pral bay yon BECA de avanse gwo vitès photodetectors, ak anfaz sou Silisyòm ki baze sou germanium (GE oswa SI photodetector)Photodetectors Silisyòmpou entegre teknoloji optoelectronics.
Germanium se yon materyèl atire pou tou pre deteksyon limyè enfrawouj sou tribin Silisyòm paske li se konpatib ak pwosesis CMOS epi li gen absòpsyon trè fò nan longèdonn telekominikasyon yo. Estrikti ki pi komen GE/SI photodetector se dyòd PIN la, nan ki se intrinsèques germanium a sandwitch ant p-tip ak N-kalite rejyon yo.
Estrikti aparèy Figi 1 montre yon tip tipik vètikal PIN oswaSi photodetectorEstrikti:
Karakteristik prensipal yo gen ladan yo: Germanium absòbe kouch grandi sou Silisyòm substrate; Itilize pou kolekte kontak P ak N nan transpòtè chaj; Kouti gid pou absòpsyon limyè efikas.
Kwasans epitaksyal: k ap grandi bon jan kalite germanium sou Silisyòm se difisil akòz dezekilib la lasi 4.2% ant de materyèl yo. Yon pwosesis kwasans de etap anjeneral itilize: tanperati ki ba (300-400 ° C) kwasans kouch tanpon ak tanperati ki wo (pi wo a 600 ° C) depozisyon nan germanium. Metòd sa a ede kontwole debouche debouche ki te koze pa dezekilib lasi. Post-kwasans rkwir nan 800-900 ° C pli lwen diminye dansite nan debwatman anfile a sou 10^7 cm^-2. Karakteristik pèfòmans: ki pi avanse GE /SI PIN Photodetector a ka reyalize: reyaksyon,> 0.8a /w nan 1550 nm; Pleasant,> 60 GHz; Nwa aktyèl, <1 μA nan -1 V patipri.
Entegrasyon ak Silisyòm ki baze sou Optoelectronics tribin
Entegrasyon an nanphotodetectors gwo vitèsAvèk Silisyòm ki baze sou Optoelectronics tribin pèmèt avanse resèpteur optik ak konekte. De metòd entegrasyon prensipal yo se jan sa a: devan-fen entegrasyon (FEOL), kote photodetector a ak tranzistò yo ansanm manifaktire sou yon substrate Silisyòm ki pèmèt pou pwosesis segondè-tanperati, men pran moute zòn chip. Back-end Entegrasyon (BEOL). Photodetectors yo fabrike sou tèt metal la pou fè pou evite entèferans ak CMOs, men yo limite a sa sèlman pi ba tanperati pwosesis.
Figi 2: reyaksyon ak Pleasant nan yon gwo vitès GE/Si Photodetector
Aplikasyon Sant Done
High-vitès photodetectors yo se yon eleman kle nan pwochen jenerasyon an nan done entèrkonèksyon sant. Aplikasyon prensipal yo enkli: resèpteur optik: 100g, 400g ak pi wo pousantaj, lè l sèvi avèk PAM-4 modulasyon; YounSegondè Pleasant Photodetector(> 50 GHz) obligatwa.
Silisyòm ki baze sou optoelectronic sikwi entegre: monolitik entegrasyon nan detektè ak modulateur ak lòt konpozan; Yon kontra enfòmèl ant, pèfòmans-wo motè optik.
Achitèk distribye: optik entèrkonèksyon ant distribye informatique, depo, ak depo; Kondwi demann lan pou enèji-efikas, segondè-bandwidth photodetectors.
Future Outlook
Tan kap vini an nan entegre optoelectronic segondè-vitès photodetectors pral montre tandans sa yo:
Pi wo pousantaj done: kondwi devlopman nan 800g ak 1.6T resèpteur; Photodetectors ak Pleasant ki pi gran pase 100 GHz yo gen obligasyon.
Amelyore entegrasyon: sèl entegrasyon chip nan III-V materyèl ak Silisyòm; Avanse teknoloji entegrasyon 3D.
Nouvo materyèl: eksplore materyèl ki genyen de dimansyon (tankou grafèn) pou deteksyon limyè ultrafast; Yon nouvo gwoup IV alyaj pou pwoteksyon longèdonn pwolonje.
Emerging aplikasyon pou: lidar ak lòt aplikasyon pou kèk ap kondwi devlopman nan APD; Aplikasyon pou foton mikwo ond ki egzije gwo photodetectors linear.
High-vitès photodetectors, espesyalman GE oswa SI photodetectors, yo te vin yon chofè kle nan Silisyòm ki baze sou optoelectronics ak pwochen-jenerasyon kominikasyon optik. Kontinye pwogrè nan materyèl, konsepsyon aparèy, ak teknoloji entegrasyon yo enpòtan nan satisfè demand yo ap grandi Pleasant nan sant done nan lavni ak rezo telekominikasyon yo. Kòm jaden an ap kontinye evolye, nou ka espere wè photodetectors ak pi wo Pleasant, pi ba bri, ak entegrasyon san pwoblèm ak sikwi elektwonik ak fotonik.
Post tan: Jan-20-2025