Mo optoelectronics e faʻavae i le silicon, o photodetectors silicon
Photodetectorsliua faailoilo malamalama i faailoilo eletise, ma a o faʻaauau pea ona faʻaleleia le saoasaoa o le fesiitaiga o faʻamatalaga, o masini faʻaata vave e tuʻufaʻatasia ma faʻavae optoelectronics e faʻavae i luga o le silicon ua avea ma mea taua i nofoaga autu o faʻamaumauga ma fesoʻotaʻiga fesoʻotaʻiga o le isi tupulaga. O lenei tusiga o le a tuʻuina atu ai se aotelega o masini faʻaata vave faʻapitoa, faʻatasi ai ma le faʻamamafa i le germanium (Ge poʻo le Si photodetector) e faʻavae i luga o le silicon.masini fa'ailoilo ata siliconmo tekinolosi optoelectronics ua tuufaatasia.
O le Germanium o se mea e manaia mo le iloa o le malamalama e latalata i le infrared i luga o fa'avae silicon ona e fetaui ma faiga CMOS ma e matua malosi lava le mitiia i galu feso'ota'iga. O le fausaga masani o le Ge/Si photodetector o le pin diode, lea e fa'apipi'i ai le germanium i totonu i le va o vaega o le ituaiga-P ma le ituaiga-N.
Fausaga o le masini O le Ata 1 o loʻo faʻaalia ai se pine faʻatulagaina masani Ge poʻoSi photodetectorfausaga:
O vaega autū e aofia ai: vaega e mitiia ai le germanium ua totoina i luga o le silicon substrate; Fa'aaogaina e aoina ai feso'ota'iga p ma le n o mea e feavea'i ai le mamafa; Fa'apipi'i o le Waveguide mo le mitiia lelei o le malamalama.
Tuputupu a'e o le epitaxial: O le totoina o le germanium maualuga i luga o le silicon e faigata ona o le 4.2% le le fetaui o le lattice i le va o mea e lua. E masani ona fa'aaogaina se faiga tuputupu a'e e lua-la'asaga: tuputupu a'e o le buffer layer i le vevela maualalo (300-400°C) ma le fa'aputuina o le germanium i le vevela maualuga (e sili atu i le 600°C). O lenei metotia e fesoasoani e pulea ai le fa'aletonu o filo e mafua mai i le le fetaui o le lattice. O le fa'amafanafanaina pe a uma le tuputupu a'e i le 800-900°C e fa'aitiitia atili ai le mafiafia o le fa'aletonu o filo i le tusa ma le 10^7 cm^-2. Uiga o le fa'atinoga: E mafai e le Ge/Si PIN photodetector sili ona alualu i luma ona ausia: tali vave, > 0.8A /W i le 1550 nm; Bandwidth,>60 GHz; Tafe pogisa, <1 μA i le -1 V bias.
Feso'ota'iga ma fa'avae optoelectronics e fa'avae i le silicon
O le tu'ufa'atasia omasini e iloa ai ata vavefa'atasi ai ma fa'avae optoelectronics e fa'avae i luga o le silicon e mafai ai ona fa'aogaina transceivers ma feso'ota'iga opitika fa'aonaponei. O auala autu e lua o le tu'ufa'atasia e fa'apea: Feso'ota'iga i luma (FEOL), lea e gaosia fa'atasi ai le photodetector ma le transistor i luga o se substrate silicon e mafai ai ona fa'agasolo i le vevela maualuga, ae fa'aaogaina le vaega o le chip. Feso'ota'iga i tua (BEOL). E gaosia photodetectors i luga o le u'amea e 'alo'ese ai mai le fa'alavelave i le CMOS, ae fa'atapula'aina i le vevela maualalo o le fa'agasologa.
Ata 2: Tali vave ma le bandwidth o se Ge/Si photodetector saoasaoa maualuga
Talosaga mo le nofoaga autu o faʻamaumauga
O masini e iloa ai ata vave ma saoasaoa o se vaega taua i le isi tupulaga o feso'ota'iga o nofoaga autu o fa'amaumauga. O fa'aoga autu e aofia ai: transceivers opitika: 100G, 400G ma fua faatatau maualuga atu, e fa'aaoga ai le PAM-4 modulation;masini e iloa ai le saoasaoa maualuga o le malamalama(>50 GHz) e manaʻomia.
O le matagaluega tu'ufa'atasi optoelectronic e fa'avae i le silicon: tu'ufa'atasiga monolithic o le masini su'esu'e ma le modulator ma isi vaega; O se afi opitika la'ititi ma maualuga le fa'atinoga.
Fa'atulagaga tufatufaina: feso'ota'iga va'aia i le va o le fa'akomepiuta tufatufaina, teuina, ma le teuina; Fa'amalosia le mana'oga mo ni photodetectors e fa'asaoina le malosi ma maualuga le bandwidth.
Va'aiga i le lumanai
O le lumanaʻi o le fesoʻotaʻiga o le optoelectronic high-speed photodetectors o le a faʻaalia ai aga masani nei:
Maualuga atu o saoasaoa o faʻamaumauga: Faʻateleina le atinaʻeina o masini faʻasalalau 800G ma le 1.6T; E manaʻomia ni masini faʻaata ata e sili atu i le 100 GHz.
Fa'aleleia atili o le tu'ufa'atasia: Tu'ufa'atasia o le masini e tasi le pu o meafaitino III-V ma le silicon; Tekonolosi fa'apitoa o le tu'ufa'atasia o le 3D.
Mea fou: Su'esu'eina o mea e lua-vaega (e pei o le graphene) mo le vave tele o le iloa o le malamalama; O se 'au'au fou o le Vaega IV mo le fa'alauteleina o le ufiufi o galu.
Fa'aoga fou: O le LiDAR ma isi fa'aoga e iloa ai mea o lo'o fa'amalosia ai le atina'eina o le APD; O fa'aoga o le microwave photon e mana'omia ai ni photodetectors linearity maualuga.
O masini e iloa ai ata vave, aemaise lava masini e iloa ai ata o le Ge po'o le Si, ua avea ma autū o le fa'aaogaina o le optoelectronics e fa'avae i le silicon ma feso'ota'iga opitika o le isi tupulaga. O le fa'aauau pea ona alualu i luma i meafaitino, mamanu o masini, ma tekinolosi fa'apipi'i e taua tele mo le fa'afetauiina o mana'oga o le bandwidth o lo'o fa'atupula'ia o nofoaga autu o fa'amaumauga ma feso'ota'iga telefoni i le lumana'i. A'o fa'aauau pea ona fa'aleleia le matata, e mafai ona tatou fa'amoemoe e va'ai i masini e iloa ai ata e maualuga atu le bandwidth, maualalo le pisa, ma le tu'ufa'atasia lelei ma matagaluega eletise ma photonic.
Taimi na lafoina ai: Ianuari-20-2025