Silikon tarkibiga asoslangan optoelektronika, kremniy fotozetorlari
Fotodetorlaryorug'lik signallarini elektr signallariga aylantirish va ma'lumotlar uzatish stavkalari yaxshilanishni davom ettiradi va kremniyga asoslangan optoelektronika platformalari bilan birlashtirilgan yuqori tezlikdagi fotodetektorlar keyingi avlod ma'lumotlar markazlari va telekommunikatsiya tarmoqlariga aylandi. Ushbu maqolada kremniy asosidagi gerbiumga urg'u beradigan ilg'or tezyurar fotodetektorlar haqida umumiy nuqtai nazardan ko'rinadi (GE yoki Si fotodetector)Silikon fotodetorlariBirlashtirilgan optoelektronika texnologiyalari uchun.
Germaniy CMOS jarayonlariga mos keladigan infraqizil chiroqni aniqlash uchun jozibali materialdir, chunki u CMOS jarayonlariga mos keladi va telekommunikatsiya to'lqin uzunligida juda kuchli yutuqlarga ega. Eng keng tarqalgan ge / Si fotodetector tuzilishi - bu P-tipdagi va N-tipdagi mintaqalar o'rtasida intrabinli gerumum sendyumlen dio diodidir.
1-rasmda qurilma tuzilishi odatiy vertikal pin yokiSi fotodetectorTuzilishi:
Asosiy xususiyatlarga quyidagilar kiradi: Silikon substratda o'stirilgan germaniyalikni yutish qatlami; Zardob tashuvchilarining p va n bilan aloqalarini to'plash uchun ishlatiladi; Engil yorug'likni samarali singdirish uchun to'lqinlash.
Epitaxial o'sish: Ikkita material o'rtasida 4,2% kayfiyat mos kelishi sababli, Silikon bo'yicha yuqori sifatli gerumumni kuchaytirish qiyin. Ikki bosqichli o'sish jarayoni odatda qo'llaniladi: past harorat (300-400 ° C) tamponning o'sishi va yuqori harorat (600 ° C dan yuqori) gerumumning cho'kishi. Ushbu usul panjara mos kelmasligi natijasida kelib chiqadigan ipning displuatatsiyasini boshqarishga yordam beradi. O'tkazib yuborishdan keyingi yumshatish 800-900 ° C dan keyin u erda ipni 10 ^ 7 sm ^2 ga kamaytiradi. Ishlash xususiyatlari: eng rivojlangan GE / Si PIN-kod fotodetector quyidagilarga erishishi mumkin: sezgirlik: 0,8a / w 1550 Nm; O'tkazish qobiliyati,> 60 ga yaqin; Qorong'u oqim, <1 mka at-prassek.
Kremniyga asoslangan optoelektronika platformalari bilan integratsiya
IntegratsiyaYuqori tezlikdagi fotodetorlarSilikon tarkibiga asoslangan optoelektronika platformalari ilg'or optik tafakkurni va moslashmalarni ta'minlaydi. Ikkita asosiy integratsiya usullari quyidagicha: fotodetector va tranzistorning oldingi silikat ustida yuqori haroratli ishlov berishga imkon beradigan, ammo chip hududini qabul qiladigan kremniy substratida ishlab chiqariladi. Orqaga integratsiya (BEOL). Fotodetorlar CMOS bilan aralashuvdan qochish uchun metallning tepasida ishlab chiqariladi, ammo haroratni pasaytirish uchun cheklangan.
2-rasm: Yuqori tezlikdagi GE / Si fotodetectorning javob va o'tkazish qobiliyati
Ma'lumotlar markazi ilovasi
Yuqori tezlikdagi fotodetorlar ma'lumot markazining o'zaro aloqasi keyingi avlodning asosiy tarkibiy qismidir. Asosiy dasturlarga quyidagilar kiradi: Optik taliskalar: Pam-4 modulyatsiyasidan foydalanib, 100 g, 400 g, 400G va yuqori stavkalar; AYuqori tarmoqli potodetector(> 50 gaz) talab qilinadi.
Silikon tarkibiga asoslangan optoelektron integratsiyalashgan konchegrafiya: modulyator va boshqa komponentlar bilan detektorni yaxlit birlashtirish; Ixcham, yuqori samarali optik dvigatel.
Tarqatilgan arxitektura: tarqatilgan hisoblash, saqlash va saqlash o'rtasidagi optikal birikma; Energiya tejaydigan, yuqori tarmoqli kengligi fotodetektorlariga talabni boshqarish.
Kelajakdagi prognoz
Integratsiyalashgan Optoelektronik yuqori tezlikdagi yuqori tezlikda fotodetektorlar quyidagi tendentsiyalarni namoyish etadilar:
Ma'lumotlar darajasi yuqori: 800G va 1,6 ni transpepaniyalarni ishlab chiqish; 100 ga yaqindan kattaroq o'tkazish qobiliyatiga ega bo'lgan fotodetorlar talab qilinadi.
Takomillashtirilgan integratsiya: III-V material va kremniyning yagona chip integratsiyasi; Ilg'or 3D integratsiya texnologiyasi.
Ultrafad yorug'ligini aniqlash uchun yangi materiallar: ikki o'lchovli materiallarni (masalan, grafen kabi) o'rganish; YANGINChI IV ALLOY kengaytirilgan kengaytirilgan
Rivojlanayotgan dasturlar: LIAR va boshqa sezgir dasturlar APD rivojlanishini boshqarmoqda; Yuqori chiziqli fotozetorlarni talab qiladigan mikroto'lqinli potonentlar.
Yuqori tezlikdagi fotodetorlar, ayniqsa ge yoki Si fotodetorlari kremniyga asoslangan optoelektronika va yangi avlod optik aloqalarining asosiy drayveriga aylandi. Materiallar, qurilma dizayni va integratsiya texnologiyalari bo'yicha yutuqlar kelajakdagi reklama markazlari va telekommunikatsiya tarmoqlarining istiqbolli ichki talablarini qondirish muhimdir. Dala rivojlanayotganda, biz eng yuqori darajada o'tkazish qobiliyati, pastki shovqinli va elektron va fotonik sektakka bilan changsiz integratsiya bilan ko'rishimiz mumkin.
Post vaqti: yanvar-20-2025