Alang sa Silicon-based nga Optoelectronics, Silicon Photodettorsctors (Si Photodetctor)

Alang sa Silicon nga nakabase sa Silicon nga Optoelectronics, Silicon Photodetectors

PhotodetectorsPag-convert sa mga signal sa elektrikal nga electrical, ug ingon nga ang mga rate sa pagbalhin sa datos nagpadayon sa pag-uswag sa mga platform sa Silyo nga gisudlan sa Sili-henerasyon nga mga network sa telecommunications. Kini nga artikulo maghatag usa ka pagtan-aw sa mga advanced high-speed photodetectors, nga adunay gibug-aton sa Silicon nga nakabase sa Germanium (GE o SI Photodetctor)Silicon Photodettorsctorsctorsalang sa nahiusa nga teknolohiya sa optoelectronics.

Ang Alemanium usa ka madanihon nga materyal alang sa hapit sa infrared nga pag-ila sa mga platform sa Silicon tungod kay kini katugma sa mga proseso sa CMOs sa mga telecommunication woadleads. Ang labing kasagaran nga istruktura sa Ge / Si Photodettor mao ang Pin Diode, diin ang intrinsic germanium nga sandwiched tali sa P-type nga mga rehiyon ug n-type nga mga rehiyon.

Ang istruktura sa aparato sa aparato nagpakita usa ka tipikal nga bertikal nga pin ge oSi photodetectorIstruktura:

Ang mga nag-unang bahin naglakip sa: Ang Alemanium nga nagsuhop sa layer nga nagtubo sa Silicon substrate; Gigamit sa pagkolekta sa p ug n nonts sa mga tagdala sa bayad; Waveguide Coupling alang sa episyente nga pagsuyup sa kahayag.

Epitaxial Growth: Ang nagtubo nga kalidad nga Germanium sa Silicon gihagit tungod sa 4.2% nga lattice mismatch tali sa duha nga mga materyales. Ang usa ka proseso sa pagtubo sa duha ka lakang gigamit: Ubos nga temperatura (300-400 ° CLURD TRABAHO ug Taas nga temperatura (labaw sa 600 ° C) Pagpalagot sa Germanium. Kini nga pamaagi makatabang sa pagkontrol sa mga pagbulag sa pag-agos nga gipahinabo sa mga lattice mismatches. Ang pag-agay sa post-pagtubo sa 800-900 ° C dugang nga pagkunhod sa pag-undang sa pagsalikway sa mga 10 ^ 7 cm ^ -2. Ang mga kinaiya sa pasundayag: Ang labing abante nga Ge / Si Pin Pintodettor sa Pin Pintod nga makab-ot: Pagtubag,> 0.8a / W sa 1550 NM; Bandwidth,> 60 GHz; Madulom karon, <1 μA sa -1 v bias.

Pag-apil sa mga platform nga gibase sa silikon nga gibase sa Silicon

Ang panagsama saMga high-speed photodetectorsSa mga pilpectronics nga gibase sa silikon nga nakabase sa Silicon nakapahimo sa abante nga mga optical nga transceceverers ug interconnect. Ang duha nga mga paagi sa pag-apil sa panagsama mao ang mga musunud: Ang pag-apil sa unahan (FOOL), diin ang Photodetctor ug Transistor dungan nga gihimo sa usa ka silicon substrate nga gitugotan sa pagproseso sa Silicon, apan pagkuha sa lugar nga high-temperatura. Pag-apil sa Balik-Tapos (Beol). Ang mga Photodetectors gihimo sa ibabaw sa metal aron malikayan ang pagpanghilabot sa mga cmos, apan limitado sa pagkunhod sa temperatura sa pagproseso.

Hulagway 2: Pagsulti ug Bandwidth sa usa ka High-Speed ​​Ge / SI Photodetctor

Aplikasyon sa Center sa Data

Ang mga high-speed photodetectors usa ka yawe nga sangkap sa sunod nga henerasyon sa data center interconscection. Ang mga nag-unang aplikasyon naglakip sa: Mga optical transcecevers: 100g, 400g ug mas taas nga rate, gamit ang modulation sa Pam-4; ArteTaas nga Bandwidth Phottodetector(> 50 GHZ) gikinahanglan.

Silicon-based nga Optoelectronic Circuit Circuit: Pag-apil sa Monolithic nga pag-apil sa detector sa modulator ug uban pang mga sangkap; Usa ka compact, high-performance optical engine.

Giapod-apod ang arkitektura: optical interconnection tali sa pag-apod-apod sa kompyuter, pagtipig, ug pagtipig; Ang pagmaneho sa panginahanglan alang sa episyente nga kusog, mga high-bandwidth photodetectorsctorsctors.

Umaabut nga Outlook

Ang kaugmaon sa integrated nga optoelectronic high-speed photodetectors magpakita sa mga mosunod nga mga uso:

Mas taas nga mga rate sa datos: Pagmaneho sa pag-uswag sa 800g ug 1.6T transcecever; Ang mga Photodetectors nga adunay mga bandwidths labi pa sa 100 Ghz gikinahanglan.

Nalambo nga panagsama: usa ka chip nga pag-apil sa III-V nga materyal ug silicon; Teknolohiya nga advanced 3D.

Bag-ong mga Materyal: Pag-usisa sa duha-dimensional nga mga materyales (sama sa graphene) alang sa ultrafast nga kahayag sa kahayag; Usa ka bag-ong grupo sa IV Alloy alang sa gipalapdan nga tabon sa wavelength.

Mga mitumaw nga aplikasyon: LIDAR ug uban pang mga aplikasyon sa pag-agi ang nagmaneho sa pag-uswag sa APD; Ang mga aplikasyon sa Microwave Photon nga nanginahanglan taas nga linya sa linya sa linya.

Ang mga high-speed photodetectors, labi na ang GE o Si SI Photodettors, nahimo nga usa ka yawe nga drayber sa mga optoelectronics nga gipasukad sa silikon ug sa sunod nga henerasyon nga mga optical communications. Ang nagpadayon nga mga pag-uswag sa mga materyales, laraw sa aparato, ug mga teknolohiya sa pag-apil hinungdanon aron matuman ang nagtubo nga mga hangyo sa mga data ug mga telecommunications networks. Samtang nagpadayon ang umahan, mahimo naton mapaabut nga makita ang mga photodetectors nga adunay mas taas nga bandwidth, mas ubos nga kasaba, ug seamless nga panagsama sa mga circuit sa elektronik ug photonic.