Carson a dh'fheumas sinn Ge a chleachdadh mar lorgaire-foton

Carson a dh'fheumas sinn Ge a chleachdadh marlorgaire-foto
1、 Suidheachadh bunaiteach: Carson a tha e riatanach Ge a chleachdadh mar lorgaire-foton
Ann an ceanglaichean optaigeach silicon, ’s e na lorgairean-foto na “eadar-theangairean” a bhios ag atharrachadh comharran optaigeach air ais gu comharran dealain. Ach, tha beàrn-chòmhlain de 1.12 eV aig silicon fhèin agus tha e cha mhòr follaiseach do chòmhlain conaltraidh 1310/1550 nm, agus mar sin chan urrainnear ach germanium (Ge) a thoirt a-steach.
Tha beàrn-chòmhlain dhìreach de 0.8 eV aig Ge, a tha a’ còmhdach a’ chòmhlain conaltraidh O/C, ach tha mì-cho-fhreagarrachd lattice de 4.2% aige le silicon. Tha an dùmhlachd dì-àiteachaidh airson fàs dìreach cho àrd ri 4 × 10 ⁸ cm ⁻ ², agus chan eil sruth dorcha ri fhaighinn idir; Aig an aon àm, tha beàrn-chòmhlain neo-dhìreach aig Ge, agus tha an co-èifeachd gabhail aige gu nàdarrach aon òrdugh meudachd nas ìsle na InGaAs, agus is e sin laigse nàdarrach.
2、 Adhartas bunaiteach: bidh amalachadh treòraiche-tonn a’ briseadh a’ bhacail coileanaidh
Tha “leud-bann freagairteachd” aig “fad glacaidh = slighe cruinneachaidh giùlain” de luchd-lorg dhealbhan-camara tachartais dhìreach traidiseanta, le crìoch uachdarach de dìreach 7GHz;
An-dràsta, tha na prìomh shlighean innealan air an roinn ann an trì roinnean:
Prìne inghearach: ’S e am pròiseas as sìmplidh agus as prìomh-shruthach sa ghnìomhachas, a’ coileanadh 40Gb/s aig neoni claonadh agus leud-bann>60GHz;
Meatailt MSM Semiconductor: Chan eil feum air doping àrd-teòthachd, faodar a thoirt a-steach don backend, tha sruth dorcha àrd aige, agus leud-bann de chòrr air 40GHz;
Caochlaidhean àrd-inbhe:Lorgairean-foto tonn siubhailBithear a’ cleachdadh lorgairean-foton giùlain loidhne singilte (TWPD) agus lorgairean-foton giùlain aon-loidhne (UTC) airson ceanglaichean foton meanbh-thonn, a’ cothromachadh leud-bann àrd agus sruth-foton sàthaidh àrd.
3、 Stuthan agus Ceàird: A’ tionndadh ‘Easbhaidhean’ gu Buannachdan
Mar fhreagairt do neo-cho-fhreagarrachd eadar-lìn agus easbhaidhean coileanaidh, tha an gnìomhachas air fuasglaidhean aibidh a leasachadh:
Modh epitaxy dà cheum: an toiseach, thèid sreath bufair aig teòthachd ìosal de 30-50nm fhàs, agus an uairsin thèid an teòthachd àrdachadh gus an tighead targaid a ruighinn, a’ lughdachadh dùmhlachd an dì-àiteachaidh gu ~ 10 ⁷ cm ⁻ ²;
Innleadaireachd deformachaidh: Bheir an diofar ann an co-èifeachdan leudachaidh teirmeach eadar Ge agus Si air deformachadh tensile dà-axial de 0.2% a bhith ann am film Ge, agus mar thoradh air sin bidh lùghdachadh beàrn a’ chòmhlain dìreach bho 0.8 eV gu 0.77 eV agus leudachadh oir glacaidh bho 1.55 μ m gu 1.61 μ m, a’ còmhdach a’ chòmhlain C + L gu lèir, agus faodaidh eadhon an co-èifeachd glacaidh anns a’ chòmhlan L a bhith co-ionnan ri InGaAs;
Amalachadh CMOS: Tha e fhathast aig ìre rannsachaidh. Feumaidh amalachadh aghaidh (FEOL) seasamh ri teòthachd àrd os cionn 750 ℃, ach tha amalachadh cùil (BEOL) càirdeil do theodhachd ach às aonais fo-stratan criostail, agus chan eil fuasgladh aonaichte aibidh air a chruthachadh fhathast. An-dràsta, mar as trice bidh an gnìomhachas a’ gabhail ri slighe measgaichte de “90% aon-chip + taobh a-muighleusair“.