Nima uchun biz Ge ni fotodetektor sifatida ishlatishimiz kerak?

Nima uchun biz Ge dan a sifatida foydalanishimiz kerak?fotodetektor
1, Asosiy joylashuv: Nima uchun Ge ni fotodetektor sifatida ishlatish kerak?
Kremniy optik aloqalarida fotodetektorlar optik signallarni elektr signallariga aylantiradigan "tarjimonlar"dir. Biroq, kremniyning o'zi 1,12 eV o'tkazuvchanlik diapazoniga ega va 1310/1550 nm aloqa diapazonlari uchun deyarli shaffofdir, shuning uchun faqat germaniy (Ge) kiritilishi mumkin.
Ge 0,8 eV to'g'ridan-to'g'ri tasma oralig'iga ega, bu aloqa O/C diapazonini qoplaydi, ammo kremniy bilan panjara mos kelmasligi 4,2% ga teng. To'g'ridan-to'g'ri o'sish uchun dislokatsiya zichligi 4 × 10 ⁸ sm ⁻² gacha va qorong'u oqim umuman mavjud emas; Shu bilan birga, Ge bilvosita tasma oralig'iga ega va uning yutilish koeffitsienti tabiiy ravishda InGaAs dan bir daraja pastroq, bu tabiiy zaiflikdir.
2, Asosiy yutuq: to'lqin yo'riqnomasi integratsiyasi ishlashdagi to'siqni buzadi
An'anaviy vertikal tushish fotodetektorlarining "yutilish uzunligi = tashuvchi yig'ish yo'li" "javobgarlik o'tkazish qobiliyati" arrasiga ega, yuqori chegarasi atigi 7 gigagerts;
Hozirgi vaqtda asosiy qurilmalar uch toifaga bo'lingan:
Vertikal pin: Jarayon sanoatdagi eng oddiy va asosiy hisoblanadi, nol tarafkashlikda 40 Gb/s ga va> 60 GGts o'tkazish qobiliyatiga erishadi;
MSM Metall Yarimo'tkazgich Metall: Yuqori haroratli qo'shimchalarga ehtiyoj yo'q, orqa tomonga o'rnatilishi mumkin, yuqori qorong'u oqimga ega va 40 gigagertsdan ortiq o'tkazish qobiliyatiga ega;
Yuqori darajadagi variantlar:Sayohat to'lqinli fotodetektorlar(TWPD) va bitta chiziqli tashuvchi fotodetektorlar (UTC) mikroto'lqinli foton aloqalari uchun ishlatiladi, ular yuqori o'tkazish qobiliyati va yuqori to'yinganlik fototokini muvozanatlashtiradi.
3, Materiallar va hunarmandchilik: "Kamchiliklar"ni afzalliklarga aylantirish
Panjara nomuvofiqligi va ishlashdagi kamchiliklarga javoban, sanoat yetuk yechimlarni ishlab chiqdi:
Ikki bosqichli epitaksiya usuli: birinchidan, 30-50 nm past haroratli bufer qatlami o'stiriladi, so'ngra maqsadli qalinlikka erishish uchun harorat oshiriladi, bu esa dislokatsiya zichligini ~10 ⁷ sm ⁻² gacha kamaytiradi;
Deformatsiya muhandisligi: Ge va Si orasidagi issiqlik kengayish koeffitsientlaridagi farq Ge plyonkasida 0,2% ikki o'qli cho'zilish deformatsiyasiga olib keladi, natijada to'g'ridan-to'g'ri tasma oralig'i 0,8 eV dan 0,77 eV gacha kamayadi va yutilish chekkasi 1,55 μm dan 1,61 μm gacha kengayadi, bu butun C+L tasmasini qoplaydi va hatto L tasmasidagi yutilish koeffitsienti InGaAs ga mos kelishi mumkin;
CMOS integratsiyasi: U hali ham tadqiqot bosqichida. Old tomon integratsiyasi (FEOL) 750 ℃ ​​dan yuqori yuqori haroratlarga bardosh berishi kerak, orqa tomon integratsiyasi (BEOL) esa haroratga mos, ammo kristall substratlarisiz va hali yagona yetuk yechimni shakllantirmagan. Hozirgi vaqtda sanoat odatda "90% bitta chipli + tashqi" aralash yo'nalishni qo'llaydi.lazer".