Kí ló dé tí a fi ní láti lo Ge gẹ́gẹ́ bí photodetector

Kí ló dé tí a fi ní láti lo Ge gẹ́gẹ́ bíolùwádìí fọ́tò
1, Ipo ipilẹ: Kilode ti o fi ṣe pataki lati lo Ge gẹgẹbi oluwoye fọto
Nínú àwọn ìjápọ̀ opitika silicon, àwọn photodetector ni “àwọn olùtúmọ̀” tí wọ́n ń yí àwọn àmì opitika padà sí àwọn àmì iná mànàmáná. Síbẹ̀síbẹ̀, silicon fúnra rẹ̀ ní bandgap ti 1.12 eV ó sì fẹ́rẹ̀ẹ́ hàn gbangba sí àwọn band ìbánisọ̀rọ̀ 1310/1550 nm, nítorí náà germanium (Ge) nìkan ni a lè ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀.
Ge ní bandgap tààrà ti 0.8 eV, èyí tí ó bo band O/C ìbánisọ̀rọ̀, ṣùgbọ́n ó ní àìbáramu lattice 4.2% pẹ̀lú silicon. Ìwọ̀n ìyípadà fún ìdàgbàsókè tààrà ga tó 4 × 10 ⁸ cm ⁻ ², àti pé dúdú current kò sí rárá; Ní àkókò kan náà, Ge ní bandgap tí kì í ṣe tààrà, àti pé ìfàmọ́ra rẹ̀ jẹ́ ìpele ìwọ̀n kan tí ó kéré sí InGaAs, èyí tí ó jẹ́ àìlera àdánidá.
2, Ilọsiwaju Pataki: Iṣọpọ itọsọna waveguide fọ iṣẹ ṣiṣe
“Ìwọ̀n ìfàmọ́ra=ọ̀nà ìkójọpọ̀ ohun tí ń gbé nǹkan” ti àwọn photodetectors ìṣẹ̀lẹ̀ inaro ìbílẹ̀ ní “ìwọ̀n ìfàmọ́ra”, pẹ̀lú ààlà òkè ti 7GHz nìkan;
Lọwọlọwọ, awọn ipa ọna ẹrọ akọkọ ni a pin si awọn ẹka mẹta:
Pínì inaro: Ilana naa ni o rọrun julọ ati olokiki ninu ile-iṣẹ naa, o ṣaṣeyọri 40Gb/s @ odo bias ati> 60GHz bandwidth;
MSM Metal Semiconductor Metal: Ko si iwulo fun doping iwọn otutu giga, a le ṣe idapo rẹ sinu ẹhin, o ni ina dudu giga, ati bandwidth ti o ju 40GHz lọ;
Awọn orisirisi didara giga:Àwọn fọ́tò olùwádìí ìgbì omi ìrìnàjò(TWPD) àti àwọn photodetectors onípele kan ṣoṣo (UTC) ni a lò fún àwọn ìjápọ̀ microwave photon, tí ó ń ṣe àtúnṣe bandwidth gíga àti photocurrent gíga.
3, Awọn Ohun elo ati Iṣẹ-ọnà: Yiyipada awọn “aṣiṣe” si Awọn anfani
Ni idahun si aiṣedeede lattice ati awọn aito iṣẹ, ile-iṣẹ naa ti ṣe agbekalẹ awọn solusan ti ogbo:
Ọ̀nà ìgbésẹ̀ méjì tí ó ní ìgbésẹ̀ epitaxy: àkọ́kọ́, a máa gbin fẹlẹfẹlẹ ìgbóná-oòrùn kékeré ti 30-50nm, lẹ́yìn náà a máa mú iwọn otutu pọ̀ sí i láti dé ìwọ̀n tí a fẹ́ gbé kalẹ̀, èyí tí yóò dín ìwọ̀n ìyípadà kù sí ~10 ⁷ cm ⁻ ²;
Ìmọ̀ ẹ̀rọ ìfàsẹ́yìn: Ìyàtọ̀ nínú àwọn ìwọ̀n ìfàsẹ́yìn ooru láàárín Ge àti Si yóò fa ìfàsẹ́yìn ìfàsẹ́yìn onípele 0.2% nínú fíìmù Ge, èyí tí yóò yọrí sí ìdínkù àlàfo ìpele taara láti 0.8 eV sí 0.77 eV àti ìfàsẹ́yìn etí ìfàsẹ́yìn láti 1.55 μ m sí 1.61 μ m, tí ó bo gbogbo ìpele C+L, àti pé ìfàsẹ́yìn ìfàsẹ́yìn nínú ìpele L pàápàá lè bá ti InGaAs mu;
Ìṣọ̀kan CMOS: Ó ṣì wà ní ìpele ìwádìí. Ìṣọ̀kan iwájú (FEOL) gbọ́dọ̀ fara da ooru gíga tí ó ju 750 ℃ ​​lọ, nígbà tí ìṣọ̀kan ẹ̀yìn (BEOL) jẹ́ èyí tí ó rọrùn láti lò ní ìwọ̀n otútù ṣùgbọ́n tí kò ní àwọn ohun èlò ìṣàlẹ̀ kirisita, kò sì tí ì ṣe àgbékalẹ̀ ojútùú tí ó ṣọ̀kan. Lọ́wọ́lọ́wọ́, ilé iṣẹ́ náà sábà máa ń gba ọ̀nà àdàpọ̀ ti “90% ẹyọ kan ṣoṣo + òde”lesa“.