Bakeng sa di-optoelectronic tse thehilweng ho silicon, di-photodetector tsa silicon (Si photodetector)

Bakeng sa di-optoelectronic tse thehilweng ho silicon, di-photodetector tsa silicon

Li-photodetectorsfetola matshwao a lesedi hore e be matshwao a motlakase, mme ha sekgahla sa phetisetso ya data se ntse se ntlafala, di-photodetector tsa lebelo le hodimo tse kopantsweng le dipolatefomo tsa optoelectronics tse thehilweng ho silicon di fetohile senotlolo sa ditsi tsa data tsa moloko o latelang le marangrang a puisano. Sengoloa sena se tla fana ka kakaretso ya di-photodetector tse tsoetseng pele tsa lebelo le hodimo, ka ho totobatsa germanium e thehilweng ho silicon (Ge kapa Si photodetector)li-photodetector tsa siliconbakeng sa theknoloji e kopaneng ea optoelectronics.

Germanium ke thepa e hohelang bakeng sa ho lemoha khanya e haufi le infrared liforomong tsa silicon hobane e lumellana le lits'ebetso tsa CMOS 'me e na le monya o matla haholo maqhubung a puisano. Sebopeho se tloaelehileng ka ho fetisisa sa photodetector sa Ge/Si ke pin diode, moo germanium ea tlhaho e arotsoeng pakeng tsa libaka tsa mofuta oa P le mofuta oa N.

Sebopeho sa sesebediswa Setšoantšo sa 1 se bontsha phini e tloaelehileng e otlolohileng Ge kapaSesebelisoa sa ho lemoha fotosebopeho:

Likarolo tse ka sehloohong li kenyelletsa: lera le monyang germanium le holisitsoeng holim'a substrate ea silicon; E sebelisetsoa ho bokella likhokahano tsa p le n tsa bajari ba tjhaja; Khokahano ea Waveguide bakeng sa ho monya leseli ka katleho.

Kgolo ya Epitaxial: Ho hodisa germanium ya boleng bo hodimo hodima silicon ho thata ka lebaka la ho se tshwane ha lattice ya 4.2% pakeng tsa disebediswa tse pedi. Tshebetso ya kgolo ya mehato e mmedi hangata e sebediswa: kgolo ya mocheso o tlase (300-400°C) ya lera la buffer le ho bewa ha germanium mochesong o phahameng (ka hodimo ho 600°C). Mokgwa ona o thusa ho laola ho se tshwane ha khoele ho bakwang ke ho se tshwane ha lattice. Ho annealing kamora kgolo ho 800-900°C ho fokotsa le ho feta bongata ba ho se tshwane ha khoele ho fihla ho hoo e ka bang 10^7 cm^-2. Dibopeho tsa tshebetso: Photodetector ya Ge/Si PIN e tsoetseng pele ka ho fetisisa e ka fihlella: karabelo, > 0.8A /W ho 1550 nm; Bandwidth,>60 GHz; Motlakase o lefifi, <1 μA ho -1 V bias.

Kopanyo le li-platform tsa optoelectronics tse thehiloeng ho silicon

Kopanyo eali-photodetector tsa lebelo le phahamengKa li-platform tsa optoelectronics tse thehiloeng ho silicon, li nolofalletsa li-transceiver tse tsoetseng pele tsa optical le li-connector. Mekhoa e 'meli e meholo ea ho kopanya ke e latelang: Kopanyo ea fore-end (FEOL), moo photodetector le transistor li etsoang ka nako e le 'ngoe holim'a substrate ea silicon e lumellang ts'ebetso ea mocheso o phahameng, empa e nka sebaka sa chip. Kopanyo ea back-end (BEOL). Li-photodetector li etsoa holim'a tšepe ho qoba tšitiso le CMOS, empa li lekanyelitsoe mochesong o tlase oa ts'ebetso.

Setšoantšo sa 2: Karabelo le bophahamo ba modumo ba sesebelisoa sa ho lemoha difoto sa Ge/Si se lebelo le phahameng

Sesebelisoa sa setsi sa data

Di-photodetector tsa lebelo le phahameng ke karolo ea bohlokoa molokong o latelang oa khokahano ea litsi tsa data. Litšebeliso tse ka sehloohong li kenyelletsa: li-transceiver tsa optical :100G, 400G le litefiso tse phahameng, tse sebelisang modulation ea PAM-4;sesebelisoa sa ho lemoha foto sa bandwidth e phahameng(>50 GHz) ea hlokahala.

Potoloho e kopantsoeng ea optoelectronic e thehiloeng ho silicon: kopanyo ea monolithic ea detector le modulator le likarolo tse ling; Enjene e nyane ea optical e sebetsang hantle.

Meralo e ajoang: kgokelo ya optical pakeng tsa dikhomphutha tse ajoang, polokelo le polokelo; Ho kganna tlhokeho ya di-photodetector tse bolokang matla le tse nang le bandwidth e ngata.

Tebello ea bokamoso

Bokamoso ba di-photodetector tse potlakileng tsa optoelectronic tse kopaneng bo tla bontsha mekgwa e latelang:

Sekgahla se phahameng sa data: Ho kganna ntshetsopele ya di-transceiver tsa 800G le 1.6T; Di-photodetector tse nang le di-bandwidth tse fetang 100 GHz di a hlokeha.

Kopanyo e ntlafetseng: Kopanyo ya chip e le nngwe ya thepa ya III-V le silicon; Theknoloji e tswetseng pele ya kopanyo ya 3D.

Lisebelisoa tse ncha: Ho hlahloba lisebelisoa tsa mahlakore a mabeli (joalo ka graphene) bakeng sa ho lemoha khanya e potlakileng haholo; Motsoako o mocha oa Sehlopha sa IV bakeng sa tšireletso e atolositsoeng ea bolelele ba maqhubu.

Ditshebediso tse hlahang: LiDAR le ditshebediso tse ding tsa ho lemoha di kganna ntshetsopele ya APD; Ditshebediso tsa photon tsa microwave tse hlokang di-photodetector tse nang le mola o phahameng.

Difotho-pono tse lebelo le phahameng, haholo-holo difotho-pono tsa Ge kapa Si, di fetohile mokganni wa bohlokwa wa di-optoelectronic tse thehilweng ho silicon le puisano ya optical ya moloko o latelang. Kgatelopele e tswelang pele thepa, moralo wa disebediswa, le mahlale a kopanyo di bohlokwa ho fihlela ditlhoko tse ntseng di hola tsa bandwidth tsa ditsi tsa data tsa nakong e tlang le marangrang a puisano. Ha tshimo e ntse e tswela pele ho fetoha, re ka lebella ho bona difotho-pono tse nang le bandwidth e phahameng, lerata le tlase, le kopanyo e se nang sekoli le dipotoloho tsa elektroniki le tsa photonic.