Por silicio-bazitaj optoelektronikaj, siliciaj fotodetektiloj
FotodetektilojKonvertu lumajn signalojn en elektrajn signalojn, kaj ĉar datumtransportaj tarifoj daŭre pliboniĝas, altrapidaj fotodetektiloj integritaj kun silicio-bazitaj optoelektronikaj platformoj fariĝis ŝlosilaj por venontaj generaciaj datumcentroj kaj telekomunikadaj retoj. Ĉi tiu artikolo donos superrigardon de altnivelaj altrapidaj fotodetektiloj, kun emfazo de silicia bazita germanio (GE aŭ SI-fotodetektilo)Siliciaj fotodetektilojpor integra optoelektronika teknologio.
Germanium estas alloga materialo por preskaŭ infraruĝa lum -detekto sur siliciaj platformoj ĉar ĝi kongruas kun CMOS -procezoj kaj havas ekstreme fortan absorbadon ĉe telekomunikadaj ondolongoj. La plej ofta GE/SI-fotodetektila strukturo estas la PIN-diodo, en kiu la intrinseka germanio estas sandwiched inter la P-tipo kaj N-tipaj regionoj.
Aparata strukturo Figuro 1 montras tipan vertikalan pinglon ge aŭSi PhotodetetectorStrukturo:
La ĉefaj ecoj inkluzivas: germana sorba tavolo kreskigita sur silicia substrato; Uzata por kolekti p kaj n kontaktojn de ŝarĝveturiloj; Waveguide -kuplado por efika malpeza absorbo.
Epitaksia kresko: Kreskanta altkvalita germanio sur silicio estas malfacila pro la 4,2% lata misfunkciado inter la du materialoj. Du-paŝa kreska procezo estas kutime uzata: Malalta temperaturo (300-400 ° C) Buffera tavolo-kresko kaj alta temperaturo (super 600 ° C) deponejo de germanio. Ĉi tiu metodo helpas regi fadenajn dislokojn kaŭzitajn de lataj miskomprenoj. Post-kreska tondado je 800-900 ° C plue reduktas la fadenan dislokan densecon al ĉirkaŭ 10^7 cm^-2. Efikecaj Karakterizaĵoj: La plej altnivela GE /SI -PIN -fotodetektilo povas atingi: Respondeco,> 0.8a /W ĉe 1550 nm; Bandwidth,> 60 GHz; Malhela kurento, <1 μA ĉe -1 V -bias.
Integriĝo kun silicio-bazitaj optoelektronikaj platformoj
La integriĝo deAltrapidaj fotodetektilojKun silicio-bazitaj optoelektronikaj platformoj ebligas progresintajn optikajn transceiverojn kaj interkonektojn. La du ĉefaj integriĝmetodoj estas kiel sekvas: Front-end Integration (FEOL), kie la fotodetektilo kaj transistoro estas samtempe fabrikitaj sur silicia substrato ebliganta alt-temperatur-prilaboron, sed okupante ĉifonan areon. Malantaŭa Integriĝo (BEOL). Fotodetektiloj estas fabrikitaj sur la metalo por eviti interferon kun CMOoj, sed estas limigitaj al pli malaltaj pretigaj temperaturoj.
Figuro 2: Respondeco kaj larĝa bando de altrapida GE/SI-fotodetektilo
Apliko de datumcentro
Altrapidaj fotodetektiloj estas ŝlosila ero en la sekva generacio de datumcentra interkonekto. Ĉefaj aplikoj inkluzivas: optikaj transceivers: 100g, 400g kaj pli altaj tarifoj, uzante PAM-4-moduladon; AFotodetektilo de alta larĝa bando(> 50 GHz) estas bezonata.
Silicio-bazita optoelektronika integra cirkvito: monolitika integriĝo de detektilo kun modulatoro kaj aliaj komponentoj; Kompakta, altfrekta optika motoro.
Distribuita arkitekturo: optika interkonekto inter distribuita komputado, stokado kaj stokado; Veturante la postulon pri energi-efika, alta larĝa larĝa fotodetektilo.
Estonta Perspektivo
La estonteco de integritaj optoelektronikaj altrapidaj fotodetektiloj montros la jenajn tendencojn:
Pli altaj datumaj indicoj: veturante la disvolviĝon de 800g kaj 1.6T -transceivers; Fotodetektiloj kun larĝaj bandoj pli grandaj ol 100 GHz estas bezonataj.
Plibonigita integriĝo: ununura ĉifona integriĝo de III-V-materialo kaj silicio; Altnivela 3D -integriĝa teknologio.
Novaj Materialoj: Esplori du-dimensiajn materialojn (kiel grafeno) por ultrarapida lumo-detekto; Nova Grupo IV -alojo por plilongigita ondolonga priraportado.
Aperantaj Aplikoj: LIDAR kaj aliaj sentaj aplikoj pelas la disvolviĝon de APD; Mikroondaj fotonaj aplikoj postulantaj altajn linearecajn fotodetektilojn.
Altrapidaj fotodetektiloj, precipe GE aŭ SI-fotodetektiloj, fariĝis ŝlosila ŝoforo de silicio-bazitaj optoelektronikaj kaj venontaj generaciaj optikaj konektoj. Daŭraj progresoj en materialoj, aparataj projektoj kaj integriĝaj teknologioj gravas por plenumi la kreskantajn bandajn postulojn de estontaj datumcentroj kaj telekomunikadaj retoj. Ĉar la kampo daŭre evoluas, ni povas atendi vidi fotodetektilojn kun pli alta larĝa bando, pli malalta bruo kaj kudrila integriĝo kun elektronikaj kaj fotonaj cirkvitoj.
Afiŝotempo: Jan-20-2025