Le haghaidh optoelectronics bunaithe ar sileacain, fóta-fhóta-sileacain
Fóta -theicteoiríComharthaí solais a thiontú ina gcomharthaí leictreacha, agus de réir mar a leanann rátaí aistrithe sonraí ar aghaidh ag feabhsú, tá fóta-théamaí ardluais atá comhtháite le hardáin optoelectronics bunaithe ar sileacain ríthábhachtach do lárionaid sonraí agus do líonraí teileachumarsáide na chéad ghlúine eile. Soláthróidh an t-alt seo forbhreathnú ar fhóta-fhóta-ardluais ardluais, le béim ar Ghearmáinis atá bunaithe ar sileacain (GE nó Si Photodetector)Photodetectors sileacainLe haghaidh teicneolaíocht chomhtháite optoelectronics.
Is ábhar tarraingteach é Germanium do bhrath solais infridhearg ar ardáin sileacain toisc go bhfuil sé comhoiriúnach le próisis CMOS agus go bhfuil ionsú an -láidir aige ag tonnfhaid teileachumarsáide. Is é an dé-óid PIN an struchtúr is coitianta GE/Si Photodetector, ina ndéantar an Ghearmáin Intreach a chlaochlú idir na réigiúin P-Type agus N-Type.
Struchtúr Gléas Taispeánann Figiúr 1 GE bioráin ingearach tipiciúil nóSi Photodetectorstruchtúr:
I measc na bpríomhghnéithe tá: ciseal ag ionsú na Gearmáine a fhástar ar fhoshraith sileacain; A úsáidtear chun teagmhálacha P agus N d'iompróirí muirir a bhailiú; Cúpláil Waveguide le haghaidh ionsú solais éifeachtach.
Fás Epitaxial: Tá sé dúshlánach an Ghearmáiniam ar ardchaighdeán ar sileacain a fhás mar gheall ar an neamhréir laitíse 4.2% idir an dá ábhar. Is iondúil go n-úsáidtear próiseas fáis dhá chéim: fás ciseal maolánach ísealteochta (300-400 ° C) agus sil-leagan ard-theocht (os cionn 600 ° C) na Gearmáine. Cuidíonn an modh seo le díláithriú snáithe a rialú de bharr neamhréireachtaí laitíse. Laghdaíonn an t-uafás iar-fháis ag 800-900 ° C an dlús díláithrithe snáithe go dtí thart ar 10^7 cm^-2. Saintréithe Feidhmíochta: Is féidir leis an bhfóta -fhótagrafóir GE /Si PIN is úire a bhaint amach: freagrúlacht,> 0.8a /w ag 1550 nm; Bandaleithead,> 60 GHz; Reatha dorcha, <1 μA ag -1 v claontacht.
Comhtháthú le hardáin optoelectronics bunaithe ar sileacain
Comhtháthúfóta-theicteoirí ardluaisLe hardáin optoelectronics atá bunaithe ar sileacain ar chumas na n-ard-tarchuradóirí optúla agus na n-idirnasc. Is iad seo a leanas an dá phríomh-mhodh comhtháthaithe: comhtháthú tosaigh (FEL), áit a ndéantar an fóta-ghnáthamh agus an trasraitheoir a mhonarú ag an am céanna ar fhoshraith sileacain a cheadaíonn próiseáil ardteochta, ach ag glacadh le limistéar sliseanna. Comhtháthú cúltaca (BEOL). Déantar fóta -théamaí ar bharr na miotail chun cur isteach ar CMOanna a sheachaint, ach tá siad teoranta do theochtaí próiseála níos ísle.
Figiúr 2: Freagrúlacht agus bandaleithead de Photodetector GE/Si ardluais
Feidhmchlár an ionaid sonraí
Tá fóta-théamaí ardluais ina bpríomh-chomhpháirt sa chéad ghlúin eile de idirnasc ionad sonraí. I measc na bpríomhiarratas tá: tarchuradóirí optúla: 100g, 400g agus rátaí níos airde, ag baint úsáide as modhnú PAM-4; APhotodetector bandaleithead ard(> 50 GHz) ag teastáil.
Ciorcad Comhtháite Optoelectronic atá bunaithe ar sileacain: Comhtháthú monolithic brathadóra le modhnú agus comhpháirteanna eile; Inneall optúil dlúth, ardfheidhmíochta.
Ailtireacht dáilte: Idirnasc optúil idir ríomhaireacht, stóráil agus stóráil dáilte; An t-éileamh a thiomáint ar fhóta-théamaí ard-bhandaleithead atá tíosach ar fhuinneamh.
Dearcadh amach anseo
Taispeánfaidh todhchaí na bhfóta-fhóta-luais ardluais optoelectronic na treochtaí seo a leanas:
Rátaí Sonraí Níos Airde: Tiomána Forbairt 800g agus 1.6t Transceivers; Tá gá le fóta -théamaí le bandaleithead níos mó ná 100 GHz.
Comhtháthú feabhsaithe: Comhtháthú sliseanna aonair d'ábhar III-V agus sileacain; Teicneolaíocht chomhtháthaithe 3D ardleibhéil.
Ábhair nua: iniúchadh a dhéanamh ar ábhair dhéthoiseacha (mar shampla graphene) le haghaidh braite solais ultrafast; Cóimhiotal nua grúpa IV le haghaidh clúdach tonnfhaid sínte.
Iarratais atá ag Teacht Chun Cinn: Tá Lidar agus iarratais braite eile ag tiomáint APD; Iarratais ar fhótón micreathonnach a éilíonn fóta -fhóta -líneach ard.
Is príomhthiománaí iad na fóta-fhóta-fhóta-luais, go háirithe GE nó Si Photodetectors, le príomhthiománaí optoelectronics bunaithe ar sileacain agus cumarsáid optúil an chéad ghlúin eile. Tá dul chun cinn leanúnach in ábhair, i ndearadh feiste, agus i dteicneolaíochtaí comhtháthaithe tábhachtach chun freastal ar éilimh bandaleithead atá ag dul i méid i lárionaid sonraí agus i líonraí teileachumarsáide amach anseo. De réir mar a leanann an réimse ag teacht chun cinn, is féidir linn a bheith ag súil go bhfeicfidh siad fóta -theicteoirí le bandaleithead níos airde, torann níos ísle, agus comhtháthú gan uaim le ciorcaid leictreonacha agus fótóineacha.
Am Post: Jan-20-2025