Kial ni devas uzi Ge kiel fotodetektilon?

Kial ni devas uzi Ge kielfotodetektilo
1. Baza poziciigado: Kial necesas uzi Ge kiel fotodetektilon?
En siliciaj optikaj ligiloj, fotodetektiloj estas la "tradukiloj", kiuj konvertas optikajn signalojn reen en elektrajn signalojn. Tamen, silicio mem havas bendbreĉon de 1.12 eV kaj estas preskaŭ travidebla al komunikaj bendoj de 1310/1550 nm, do nur germaniumo (Ge) povas esti enkondukita.
Ge havas rektan bendbreĉon de 0.8 eV, kiu kovras la komunikadan O/C-bendon, sed havas 4.2%-an kradan misagordon kun silicio. La disloka denseco por rekta kresko estas tiel alta kiel 4 × 10⁸ cm⁻², kaj malluma kurento estas tute neatingebla; Samtempe, Ge havas nerektan bendbreĉon, kaj ĝia sorba koeficiento estas nature unu grandordo pli malalta ol InGaAs, kio estas natura malforteco.
2. Kerna sukceso: integriĝo de ondgvidiloj rompas la proplempunkton de rendimento
La "sorba longo = portanta kolektopado" de tradiciaj vertikalaj incidencaj fotodetektiloj havas "respondecan bendolarĝon" baskulantan, kun supra limo de nur 7 GHz;
Nuntempe, la ĉefaj aparatitineroj estas dividitaj en tri kategoriojn:
Vertikala pinglo: La procezo estas la plej simpla kaj ĉefa en la industrio, atingante 40Gb/s je nula biaso kaj >60GHz bendolarĝon;
MSM Metalo Duonkonduktaĵo Metalo: Neniu bezono de alt-temperatura dopado, povas esti integrita en la fonan sistemon, havas altan malluman kurenton kaj bendlarĝon de pli ol 40 GHz;
Altnivelaj variaĵoj:Vojaĝantaj ondaj fotodetektiloj(TWPD) kaj unuliniaj portanto-fotodetektiloj (UTC) estas uzataj por mikroondaj fotonligoj, balancante altan bendolarĝon kaj altan saturiĝan fotofluon.
3. Materialoj kaj Metiisteco: Transformante 'Difektojn' en Avantaĝojn
Responde al misagordo de kradoj kaj mankoj en rendimento, la industrio evoluigis maturajn solvojn:
Du-ŝtupa epitaksiometodo: unue, malalt-temperatura bufrotavolo de 30-50nm estas kreskigita, kaj poste la temperaturo estas pliigita por atingi la celan dikecon, reduktante la dislokacian densecon al ~10 ⁷ cm ⁻²;
Trostreĉiĝa inĝenierarto: La diferenco en termikaj vastiĝkoeficientoj inter Ge kaj Si kaŭzos 0.2% duaksan streĉan trostreĉon en la Ge-filmo, rezultante en rekta bendbreĉa redukto de 0.8 eV ĝis 0.77 eV kaj absorba rando-etendiĝo de 1.55 μm ĝis 1.61 μm, kovrante la tutan C+L-bendon, kaj eĉ la absorba koeficiento en la L-bendo povas egali tiun de InGaAs;
CMOS-integriĝo: Ĝi ankoraŭ estas en la esplora stadio. Antaŭfina integriĝo (FEOL) devas elteni altajn temperaturojn super 750 ℃, dum malantaŭfina integriĝo (BEOL) estas temperatur-amika sed sen kristalaj substratoj, kaj ankoraŭ ne formis unuigitan maturan solvon. Nuntempe, la industrio ĝenerale adoptas miksitan vojon de "90% unu-ĉipa + ekstera".lasero“.