Ho an'ny optoelectronics mifototra amin'ny silisiôma, photodetectors silisiôma
Photodetectorsmamadika famantarana maivana ho famantarana elektrika, ary raha mbola mihatsara ny tahan'ny famindrana angon-drakitra, dia lasa fanalahidin'ny foibem-pandraiketana sy tambajotram-pifandraisan-davitra ny fotodetetera avo lenta tafiditra amin'ny sehatra optoelektronika mifototra amin'ny silisiôma. Ity lahatsoratra ity dia hanome topimaso momba ny photodetector avo lenta avo lenta, miaraka amin'ny fanamafisana ny germanium mifototra amin'ny silisiôma (Ge na Si photodetector)silicone photodetectorsho an'ny teknolojia optoelectronics mitambatra.
Germanium dia fitaovana mahasarika ho an'ny fisavana jiro infrarouge akaiky amin'ny sehatra silisiôma satria mifanaraka amin'ny fizotran'ny CMOS ary manana fisoronana mahery vaika amin'ny halavan'ny onjam-pifandraisana. Ny rafitra photodetector Ge / Si mahazatra indrindra dia ny diode pin, izay misy ny germanium intrinsic eo anelanelan'ny faritra P-karazana sy N-karazana.
Ny firafitry ny fitaovana Ny sary 1 dia mampiseho pin mitsangana mahazatra Ge naNy photodetectorrafitra:
Ny endri-javatra lehibe dia ahitana: germanium mitroka sosona mitombo amin'ny silisiôma substrate; Ampiasaina hanangonana p sy n fifandraisana amin'ny mpitatitra entana; Fampifandraisan'ny Waveguide ho an'ny fisoronana hazavana mahomby.
Fitomboan'ny epitaxial: Ny fitomboan'ny germanium avo lenta amin'ny silisiôma dia sarotra noho ny tsy fitovian'ny 4.2% eo amin'ny fitaovana roa. Ny dingana fitomboana roa dingana dia matetika ampiasaina: ny mari-pana ambany (300-400 ° C) ny fitomboan'ny sosona buffer ary ny mari-pana ambony (mihoatra ny 600 ° C) fametrahana germanium. Ity fomba ity dia manampy amin'ny fanaraha-maso ny dislocations amin'ny kofehy vokatry ny tsy fitovian'ny lattice. Ny fametahana aorian'ny fitomboana amin'ny 800-900 ° C dia mampihena bebe kokoa ny hakitroky ny fifindran'ny kofehy ho 10 ^ 7 cm ^ -2. Fahombiazana toetra: Ny tena mandroso Ge / Si PIN photodetector afaka hahatratra: responsiveness, > 0.8A / W amin'ny 1550 nm; Bandwidth,> 60 GHz; Maizina ankehitriny, <1 μA amin'ny -1 V mitongilana.
Fampidirana amin'ny sehatra optoelectronics mifototra amin'ny silisiôma
Ny fampidirana nyphotodetectors haingam-pandehamiaraka amin'ny sehatra optoelectronics mifototra amin'ny silisiôma dia ahafahan'ny transceiver optika mandroso sy mifandray. Ny fomba fampidirana roa lehibe dia toy izao manaraka izao: Front-end integration (FEOL), izay ny photodetector sy ny transistor dia amboarina miaraka amin'ny substrate silisiôma mamela ny fanodinana amin'ny hafanana avo, fa maka faritra chip. Back-end Integration (BEOL). Ny photodetectors dia amboarina eo ambonin'ny metaly mba hisorohana ny fitsabahana amin'ny CMOS, saingy voafetra amin'ny mari-pana fanodinana ambany kokoa.
Sary 2: Ny famaliana sy ny bandwidth an'ny photodetector Ge/Si haingam-pandeha
Fampiharana foibe data
Ny photodetectors haingam-pandeha dia singa manan-danja amin'ny taranaka manaraka ny fifandraisan'ny foibe data. Ny fampiharana lehibe dia ahitana: transceiver optika: 100G, 400G ary ny tahan'ny avo kokoa, mampiasa modulation PAM-4; nyPhotodetector bandwidth avo lenta(>50 GHz) no ilaina.
Silicon-based optoelectronic integrated circuit: monolithic fampidirana ny detector miaraka amin'ny modulator sy ny singa hafa; Motera optika mirindra tsara.
Architecture zaraina: fifandraisana optika eo amin'ny computing, fitehirizana ary fitehirizana voazara; Mitarika ny fangatahana ho an'ny photodetector mitsitsy angovo, manana bandwidth avo lenta.
Fijery ho avy
Ny ho avin'ny optoelektronika mitambatra photodetectors dia hampiseho ireto fironana manaraka ireto:
Ny tahan'ny angon-drakitra ambony kokoa: Mandrisika ny fampandrosoana ny transceiver 800G sy 1.6T; Photodetector manana bandwidth mihoatra ny 100 GHz no ilaina.
Fampidirana nohatsaraina: fampidirana chip tokana amin'ny fitaovana III-V sy silisiôma; Teknolojia fampidirana 3D mandroso.
Fitaovana vaovao: Mikaroka fitaovana roa dimensions (toy ny graphene) mba hahitana hazavana faran'izay haingana; Vato Vondrona IV vaovao ho an'ny fandrakofana halavan'ny onjam.
Fampiharana vao misondrotra: Ny LiDAR sy ny rindranasa fandrefesana hafa dia mitondra ny fampandrosoana ny APD; Fampiharana foton'ny onjam-peo mila mpitsikilo sary tsipika avo lenta.
Ny photodetectors haingam-pandeha, indrindra fa ny photodetectors Ge na Si, dia lasa mpitarika lehibe amin'ny optoelectronics mifototra amin'ny silisiôma sy ny fifandraisana optika amin'ny taranaka manaraka. Ny fitohizan'ny fandrosoana amin'ny fitaovana, ny famolavolana fitaovana ary ny teknolojia fampidirana dia zava-dehibe amin'ny famenoana ny fitomboan'ny fitakian'ny bandwidth amin'ny foibe data sy ny tambajotram-pifandraisan-davitra ho avy. Raha mbola mivoatra ny saha, dia afaka manantena ny hahita photodetectors manana bandwidth avo kokoa, feo ambany kokoa, ary fampidirana tsy misy olana amin'ny faritra elektronika sy photonic.
Fotoana fandefasana: Jan-20-2025