Mo te optoelectronics e ahu mai ana i te hiako, nga kaitirotiro whakaahua silicon
Nga kairapu whakaahuaka huri i nga tohu marama ki nga tohu hiko, a, i te mea kei te pai haere tonu nga reiti whakawhiti raraunga, ko nga kaitirotiro whakaahua tere-nui kua whakauruhia ki nga papaa hiko optoelectronics-a-siliconi kua noho hei matua ki nga pokapū raraunga o muri mai me nga whatunga waea. Ka whakaratohia e tenei tuhinga he tirohanga whanui mo nga kaitirotiro whakaahua tere teitei, me te aro nui ki te germanium e hangai ana ki te silicon (Ge, Si photodetector ranei)nga kaitirotiro whakaahua siliconmo te hangarau optoelectronics whakauru.
He taonga ataahua a Germanium mo te rapu rama infrared tata ki runga i nga papaaa silicon na te mea he hototahi ki nga tikanga CMOS me te tino kaha te whakaurunga ki nga roangaru waea. Ko te hangahanga whakakitenga whakaahua Ge/Si e tino kitea ana ko te diode titi, kei reira te germanium intrinsic e hono ana ki waenga i nga rohe momo-P me nga momo-N.
Hanganga taputapu Ko te ahua 1 e whakaatu ana i te titi poutū angamaheni Ge raneiKo te kaitirotiro whakaahuahanganga:
Ko nga ahuatanga matua ko: te paparanga ngongo germanium i tupu i runga i te tïpako silicon; Ka whakamahia ki te kohikohi p me n hoapaki o nga kaikawe utu; Ko te hono kaiarahi ngaru mo te tango marama pai.
Te tipu o te epitaxial: He uaua te whakatipu germanium kounga teitei i runga i te silicon na te 4.2% o nga reeti i waenga i nga rawa e rua. Ka whakamahia te tikanga tipu e rua-taahiraa: te iti o te pāmahana (300-400°C) te tipu o te paparanga parepare me te pāmahana teitei (kei runga ake i te 600°C) te waipara o te germanium. Ka awhina tenei tikanga ki te whakahaere i nga wehenga miro i puta mai i nga koretake o nga reeti. Ko te whakapouri i muri i te tipu i te 800-900°C ka whakaiti ake i te kiato wehenga miro ki te 10^7 cm^-2. Nga ahuatanga o te mahi: Ka taea e te kaiwhakaahua whakaahua Ge / Si PIN tino matatau te whakatutuki: te urupare,> 0.8A / W i te 1550 nm; Aratuku,>60 GHz; Te au pouri, <1 μA i -1 V rītaha.
Ko te whakaurunga me nga papaa optoelectronics-a-siliconi
Te whakakotahitanga onga whakaahua tere tereme nga papaahiko optoelectronics e hangai ana ki te silicon ka taea e nga kaiwhakawhiti whatu matatau me nga hononga hono. Ko nga tikanga whakauru matua e rua e whai ake nei: Ko te whakauru o mua-mutunga (FEOL), kei te hangaia i te wa kotahi te photodetector me te transistor i runga i te taputapu silicon e taea ai te tukatuka i te wera nui, engari ka tango i te waahi maramara. Whakauru-mutunga (BEOL). Ka hangaia nga kaitirotiro whakaahua ki runga ake o te whakarewa kia kore ai e pokanoa ki te CMOS, engari he iti ki te iti ake o te pāmahana tukatuka.
Whakaahua 2: Te whakautu me te bandwidth o te kairapu whakaahua Ge/Si tere
Tono pokapū raraunga
Ko nga kaitirotiro whakaahua tere-tere he waahanga matua i roto i te reanga e whai ake nei o te honohononga pokapū raraunga. Ko nga tono matua ko: nga transceivers optical:100G, 400G me nga reiti teitei ake, ma te whakamahi i te whakarereketanga PAM-4; Akairapu whakaahua teitei(>50 GHz) e hiahiatia ana.
Silicon-based optoelectronic integrated circuit: monolithic integration of detector with modulator and other parts; He pūkaha whatu kiato, mahi teitei.
Te hoahoanga toha: te hononga whatu i waenga i te rorohiko tohatoha, te rokiroki, me te rokiroki; Te taraiwa i te tono mo nga kaitirotiro whakaahua kaha-kaha, whanui-nui.
Te tirohanga a meake nei
Ko te heke mai o nga kaitirotiro whakaahua tere-tere optoelectronic ka whakaatu i nga ahuatanga e whai ake nei:
Reiti raraunga teitei ake: Te taraiwa i te whakawhanaketanga o te 800G me te 1.6T transceivers; Ko nga kaitirotiro whakaahua he nui ake i te 100 GHz e hiahiatia ana.
Ko te whakauru pai ake: Ko te whakauru maramara kotahi o te rauemi III-V me te silicon; Hangarau whakauru 3D matatau.
Nga rauemi hou: Te torotoro i nga rauemi ahu-rua (penei i te graphene) mo te rapunga marama tino tere; He koranu Roopu IV hou mo te whakamaarama roangaru roa.
Nga tono ka puta: Ko te LiDAR me etahi atu tono mohio kei te akiaki i te whakawhanaketanga o te APD; Ko nga tono whakaahua ngaruiti e hiahia ana ki nga kairapu whakaahua raina teitei.
Ko nga kaitirotiro whakaahua tere-tere, ina koa ko nga kaitirotiro whakaahua a Ge, Si ranei, kua noho hei kaikawe matua mo te optoelectronics-a-silicon me nga whakawhitiwhiti korero mata-whakatupuranga. He mea nui te ahu whakamua i roto i nga rawa, te hoahoa taputapu, me nga hangarau whakauru ki te whakatutuki i te piki haere o nga hiahia o te bandwidth o nga pokapu raraunga me nga whatunga waea. I te wa e tipu haere tonu ana te mara, ka taea e tatou te kite i nga kaitirotiro whakaahua me te teitei o te bandwidth, te iti o te haruru, me te whakakotahi kore ki nga hikohiko me nga hikoi whakaahua.
Te wa tuku: Hanuere-20-2025