ဆီလီကွန်အခြေစိုက် Optoelelectronics, ဆီလီကွန် photodetetectors (SI photodettector) အတွက်

ဆီလီကွန်အခြေစိုက် Optoelectronics, ဆီလီကွန် photodetectors သည်

phododetectorsအလင်းရောင်အချက်ပြမှုများကိုလျှပ်စစ်ဓာတ်အားလိုင်းများသို့ပြောင်းပါ။ ရေအချက်အလက်လွှဲပြောင်းမှုနှုန်းသည်ဆက်လက်တိုးတက်နေသဖြင့် silicon-based optoelectronics ပလက်ဖောင်းများနှင့်ပေါင်းစည်းထားသောမြန်နှုန်းမြင့် photodetectors များသည် Next မျိုးဆက်ဒေတာစင်တာများနှင့်ဆက်သွယ်ရေးကွန်ရက်များနှင့်သက်ဆိုင်သည်။ ဤဆောင်းပါးသည်ဆီလီကွန်အခြေစိုက် Gujoyium (SI Photodetector) ကိုအလေးပေးသောအဆင့်မြင့်မြင့်မားသောမြန်နှုန်းမြင့် photodetectors များကိုခြုံငုံသုံးသပ်ထားသည်။ဆီလီကွန် photodetectorsဘက်ပေါင်းစုံ optoelectronics နည်းပညာအတွက်။

ဂျာမန်ပလက်ဖောင်းများ၌အနီအောက်ရောင်ခြည်အလွဲသုံးစားမှုအနီးရှိအလင်းရောင်ရှာဖွေတွေ့ရှိမှုအနီးတွင်ဂျာမန်ယမ်ယမ်သည်ဆွဲဆောင်မှုရှိသောပစ္စည်းကိရိယာများအတွက်ဆွဲဆောင်မှုရှိသောပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ အများဆုံးအသုံးများသော GE / SI Photodetectector ဖွဲ့စည်းပုံသည် PIN diode သည် P-type နှင့် N-type ဒေသများအကြားရှိအသားညှပ်ပေါင်မုန့်သည် pin diode ဖြစ်သည်။

Device Contrust ပုံ 1 သည်ပုံမှန်ဒေါင်လိုက်ပင်နံပါတ်ကိုပြသည်SI Photodetectorဖွဲ့စည်းပုံ

အဓိကအင်္ဂါရပ်များမှာ - Gufferium စုပ်ယူမှုအလွှာကို Silicon အလွှာပေါ်ရှိအလွှာများစိုက်ပျိုးခြင်း, p နှင့် n အားတာဝန်ခံလေကြောင်းလိုင်းများကိုစုဆောင်းရန်အသုံးပြုသည်။ Chaveguide ထိရောက်သောအလင်းစုပ်ယူမှုအဘို့အချုပ်ကိုင်ထား။

Estitaxial တိုးတက်မှုနှုန်း - ဆီလီကွန်တွင်လုံလောက်သောအရည်အသွေးမြင့်မားသောဂျာမနီယမ်တိုးပွားလာခြင်းသည်ပစ္စည်းနှစ်ခုအကြားရှိ 52% ရှိသည့်တာလီယွန်စာစီမံကိန်းကြောင့်စိန်ခေါ်မှုဖြစ်သည်။ အဆင့်နှစ်ဆင့်တိုးတက်မှုနှုန်းကိုများသောအားဖြင့်အသုံးပြုလေ့ရှိသည် - အပူချိန်နိမ့်သောအပူချိန် (300-400 ° C) ကြားခံအလွှာ (600 ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်အထက်) ကိုဂျာမန်ယမ်၏လက်စူပါ။ ဤနည်းလမ်းသည်ပြားချပ်ချပ်မတိုက်ဆိုင်မှုကြောင့်ဖြစ်ပေါ်သောချည်မျှင်များကိုထိန်းချုပ်ရန်ကူညီသည်။ 800-900 ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်တွင်တိုးတက်မှုနှုန်းအငှားခြင်းအစုအဝေးသည် Threading dislocation သိပ်သည်းဆကို 10 ^ 7 CM ^ -2 အထိလျော့နည်းစေသည်။ စွမ်းဆောင်ရည်ဝိသေသလက္ခဏာများ - အဆင့်မြင့် GE / SI PIN pinodetector သည် 1550 NM တွင်တုန့်ပြန်မှု,> 0.8A / W သည်အောင်မြင်နိုင်သည်။ Bandwidth,> 60 GHz; မှောင်မိုက်လက်ရှိ, <1 μa -1 v ဘက်လိုက်မှုမှာ။

ဆီလီကွန်အခြေပြု Optoeleletronics ပလက်ဖောင်းနှင့်ပေါင်းစည်းခြင်း

၏ပေါင်းစည်းမှုမြန်နှုန်းမြင့် photodetectorsဆီလီကွန်အခြေပြု Optoelelectronics ပလက်ဖောင်းများနှင့်အတူအဆင့်မြင့် optical transceuccects နှင့်အပြန်အလှန်ဆက်သွယ်မှုများကိုပြုလုပ်နိုင်သည်။ အဓိကပေါင်းစည်းမှုနည်းလမ်းနှစ်ခုမှာအောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည် - photodetector နှင့် transistor ကိုတစ်ပြိုင်နက်တည်းလည်ပတ်နေသော silicon အလွှာတစ်ခုပေါ်တွင်တစ်ပြိုင်နက်တည်းထုတ်လုပ်သည်။ back-end ပေါင်းစည်းမှု (beol) ။ Photodetectors များကို CMOS နှင့် 0 င်ရောက်စွက်ဖက်မှုကိုရှောင်ရှားရန်သတ္တုထိပ်တွင်ထုတ်လုပ်သည်။

ပုံ 2 - မြန်နှုန်းမြင့် GE / SI Photodettector ၏တုန့်ပြန်မှုနှင့် bandwidth ပုံ

ဒေတာစင်တာလျှောက်လွှာ

မြန်နှုန်းမြင့် photodetectors များသည်နောက်မျိုးဆက်သစ်ဒေတာစင်တာ Internonnection တွင်အဓိကအစိတ်အပိုင်းဖြစ်သည်။ အဓိက application များတွင် - optical transceivent: 100 ဂရမ်, 400G နှင့်အဆင့်မြင့်သည် PAM-4 modulation ကို အသုံးပြု. နှုန်းထားများ, တစ်စီးမြင့်မားသော bandwidth photodetector(> 50 GHz) လိုအပ်သည်။

Silicon-based optoelectronic ပေါင်းစပ်ထားသော circuit: monolithor ၏ monolithor ပေါင်းစပ်ခြင်းနှင့်အခြားအစိတ်အပိုင်းများနှင့်အတူ detector ၏ပေါင်းစပ်ပေါင်းစပ်ခြင်း, ကျစ်လစ်သိပ်သည်းသောစွမ်းဆောင်ရည်မြင့် Optical အင်ဂျင်။

ဖြန့်ဝေထားသောဗိသုကာ - ဖြန့်ဖြူးထားသောကွန်ပျူတာ, သိုလှောင်ခြင်းနှင့်သိုလှောင်ခြင်းတို့အကြား optical internonnection; စွမ်းအင်ထိရောက်သော, မြင့်မားသော bandwidth photodetetectors ဝယ်လိုအားကိုမောင်းနှင်။

အနာဂတ်အလားအလာ

ပေါင်းစည်းထားသော optoelectronic မြန်နှုန်းမြင့်သောအပူချိန် photodetectors ၏အနာဂတ်သည်အောက်ပါလမ်းကြောင်းများကိုပြလိမ့်မည်။

ပိုမိုမြင့်မားသောဒေတာနှုန်းထားများ - 800g ၏ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကိုမောင်းနှင်ခြင်းနှင့် 1.6t transceants များကိုမောင်းနှင်ခြင်း, 100 GHz ထက်ကြီးမြတ်သော bandwidth နှင့်အတူ photodetectors လိုအပ်သည်။

တိုးတက်လာသောပေါင်းစည်းမှု - III-V ပစ္စည်းနှင့်ဆီလီကွန်တို့၏တစ်ခုတည်းသောချစ်ပ်ပေါင်းစုံပေါင်းစပ်ခြင်း, အဆင့်မြင့် 3D ပေါင်းစည်းမှုနည်းပညာ။

ပစ္စည်းများ - Ultrafast အလင်းရှာဖွေတွေ့ရှိမှုအတွက် (ဥပမာ graphene ကဲ့သို့သောရှုထောင့်နှစ်ခု) ကိုရှာဖွေခြင်း, တိုးချဲ့လှိုင်းအလျားလွှမ်းခြုံမှုအတွက်အုပ်စုအသစ် IV Alloy ။

ထွန်းသစ်စ application များ - Lidar နှင့်အခြားအာရုံခံကိရိယာများသည် APD ၏ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကိုမောင်းနှင်နေကြရသည်။ Microwave Photon applications မြင့်မားသော photodetectors လိုအပ်ပါတယ်။

မြန်နှုန်းမြင့် photodetetectors အထူးသဖြင့် GE သို့မဟုတ် SI photodetectors များသည်ဆီလီကွန်အခြေစိုက် Optoelectronics နှင့်မျိုးဆက်များ optical communications ၏အဓိကမောင်းနှင်အားဖြစ်လာသည်။ ပစ္စည်းကိရိယာများ, စက်ဒီဇိုင်းနှင့်ပေါင်းစည်းမှုနည်းပညာများတွင်ဆက်လက်တိုးတက်မှုများသည်အနာဂတ်အချက်အလက်စင်တာများနှင့်ဆက်သွယ်ရေးကွန်ယက်များနှင့်တွေ့ဆုံရန် bandwidth တောင်းဆိုမှုများကိုဖြည့်ဆည်းရန်အလွန်အရေးကြီးသည်။ ကွင်းဆင်းတဖြည်းဖြည်းတိုးတက်ပြောင်းလဲလာသည်နှင့်အမျှ photodetectors များနှင့်အီလက်ထရောနစ်နှင့် photonic circuits တို့နှင့်အတူ photodetectors များနှင့်အတူ photodetectors ကြည့်ဖို့မျှော်လင့်ထားနိုင်ပါတယ်။