Бид яагаад Ge-г фотодетектор болгон ашиглах ёстой вэ?

Бид яагаад Ge-г ашиглах ёстой вэ?фотодетектор
1, Үндсэн байршил: Ge-г фотодетектор болгон ашиглах нь яагаад шаардлагатай вэ?
Цахиурын оптик холбоосуудад фотодетектор нь оптик дохиог цахилгаан дохио болгон хувиргадаг "орчуулагч" юм. Гэсэн хэдий ч цахиур нь өөрөө 1.12 эВ зурвасын зайтай бөгөөд 1310/1550 нм холбооны зурвасуудад бараг тунгалаг байдаг тул зөвхөн германий (Ge)-г нэвтрүүлж болно.
Ge нь холбооны O/C зурвасыг хамарсан 0.8 эВ шууд зурвасын зайтай боловч цахиуртай торны зөрүү 4.2% байна. Шууд өсөлтийн дислокацийн нягтрал нь 4 × 10 ⁸ см ⁻ ² хүртэл өндөр бөгөөд харанхуй гүйдэл бүрэн байхгүй; Үүний зэрэгцээ Ge нь шууд бус зурвасын зайтай бөгөөд түүний шингээлтийн коэффициент нь InGaAs-аас нэг дахин бага бөгөөд энэ нь байгалийн сул тал юм.
2, Гол нээлт: долгион хөтлүүрийн интеграци нь гүйцэтгэлийн саадыг арилгадаг
Уламжлалт босоо тусгалын фотодетекторуудын “шингээлтийн урт=зөөгч цуглуулах зам” нь зөвхөн 7GHz дээд хязгаартай “хариу үйлдлийн зурвасын өргөн” хөрөөтэй;
Одоогийн байдлаар төхөөрөмжийн гол замуудыг гурван ангилалд хувааж болно:
Босоо зүү: Энэ процесс нь салбартаа хамгийн энгийн бөгөөд түгээмэл хэрэглэгддэг бөгөөд 40Gb/s хурдыг тэг хазайлттайгаар болон>60GHz зурвасын өргөнтэй болгодог;
MSM Металл Хагас дамжуулагч Металл: Өндөр температурт допинг хийх шаардлагагүй, арын хэсэгт нэгтгэж болно, өндөр харанхуй гүйдэлтэй, 40GHz-ээс дээш зурвасын өргөнтэй;
Дээд зэрэглэлийн хувилбарууд:Аялах долгионы фотодетекторууд(TWPD) болон дан шугамын зөөгч фотодетекторууд (UTC) нь өндөр зурвасын өргөн болон өндөр ханалтын фото гүйдлийг тэнцвэржүүлэх зорилгоор богино долгионы фотоны холбоосуудад ашиглагддаг.
3, Материал ба ур чадвар: 'Согоог' давуу тал болгон хувиргах нь
Торны үл нийцэл болон гүйцэтгэлийн дутагдлын хариуд салбар нь боловсорсон шийдлүүдийг боловсруулсан:
Хоёр үе шаттай эпитакси арга: эхлээд 30-50нм бага температуртай буфер давхаргыг ургуулж, дараа нь зорилтот зузаанд хүрэхийн тулд температурыг нэмэгдүүлж, дислокацийн нягтралыг ~10 ⁷ см ⁻² хүртэл бууруулдаг;
Омоглолтын инженерчлэл: Ge болон Si-ийн хоорондох дулааны тэлэлтийн коэффициентийн зөрүү нь Ge хальсан дээр 0.2% хоёр тэнхлэгтэй суналтын омогийг үүсгэж, зурвасын зайг 0.8 эВ-ээс 0.77 эВ хүртэл шууд бууруулж, шингээлтийн ирмэгийг 1.55 μм-ээс 1.61 μм хүртэл сунгаж, C+L зурвасыг бүхэлд нь хамарна, тэр ч байтугай L зурвасын шингээлтийн коэффициент нь InGaAs-ийнхтэй тохирч болно;
CMOS интеграци: Энэ нь судалгааны шатандаа явж байна. Урд талын интеграци (FEOL) нь 750 ℃-ээс дээш өндөр температурыг тэсвэрлэх шаардлагатай бол арын талын интеграци (BEOL) нь температурт ээлтэй боловч талст суурьгүй бөгөөд нэгдсэн боловсорсон шийдэл хараахан бүрдээгүй байна. Одоогийн байдлаар салбар нь ерөнхийдөө "90% дан чип + гадаад" холимог замыг баримталдаг.лазер".