සිලිකන් මත පදනම් වූ අක්ෂර ඉලෙක්ට්රෝන, සිලිකන් ෆොටෝඩියෙට්වරු සඳහා
ෆොටෝඩෙටරික්ස්ආලෝජ සං als ා විද්යුත් සං als ා බවට පරිවර්තනය කරන්න, දත්ත හුවමාරු අනුපාත අඛණ්ඩව වැඩි වන විට, සිලිකන් මත පදනම් වූ අක්ෂර මාලාවක් සහ විදුලි සංදේශ ජාලයන් සමඟ ඒකාබද්ධ වී ඇති අධිවේගී ෆෝටෝඩෙටර. මෙම ලිපිය සිලිකන් පදනම් කරගත් ජර්මනියම් (GE හෝ SI ෆොටෝඩිටැක්ටික්) අවධාරණය කරමින් උසස් අධිවේගී ෆෝටෝඩෙටරික්වරුන් පිළිබඳ දළ විශ්ලේෂණයක් සපයනු ඇතසිලිකන් ෆොටෝඩියතර්ස්ඒකාබද්ධ Optotelectronics තාක්ෂණය සඳහා.
ජර්මනියම් යනු සිලිකන් වේදිකාවල අධෝරක්ත ආලෝක අනාවරණය කිරීම ආසන්නයේ ආකර්ශනීය ද්රව්යයකි, මන්ද එය CMOS ක්රියාවලීන් සමඟ අනුකූල වන නිසා එය විදුලි සංදේශ තරංග ආයාමයන්හි අතිශයින්ම ශක්තිමත් වේ. වඩාත් සුලභ GE / SI ෆොටෝඩෙටැක්ටර් ව්යුහය යනු P-Y හා N-වර්ගයේ කලාප අතර ආක්රමණය වන ජර්මනියම් සැන්ඩ්විච් කර ඇති පින් දියෝඩයයි.
උපාංග ව්යුහය රූප සටහන 1 හි සාමාන්ය සිරස් පින් GE හෝSi photodectectorව්යුහය:
ප්රධාන අංග වන්නේ: ජර්මනියම් උපස්ථරයේ වගා කරන ජර්මනියම් අවශෝෂන ස්ථරය; ගාස්තු වාහකවල p සහ n එකතු කිරීමට භාවිතා කරයි; කාර්යක්ෂම සැහැල්ලු අවශෝෂණය සඳහා තරංග?
එපිටොක්සික වර්ධනය: සිලිකන් පිළිබඳ උසස් තත්ත්වයේ ජර්මනියම් වැඩිවෙමින් පවතින අතර ද්රව්ය දෙක අතර 4.2% දැලිස් නොගැලපීම හේතුවෙන්. පියවර දෙකක වර්ධන ක්රියාවලියක් සාමාන්යයෙන් භාවිතා කරයි: අඩු උෂ්ණත්වය (300-400 ° C) ස්වාරක්ෂක ස්ථර වර්ධනය සහ අධික උෂ්ණත්වය (600 ° C) ජර්මනියම් තැන්පත් කිරීම. දැලිස් නොගැලපීම නිසා ඇති වන නූල් විස්ථාපනය පාලනය කිරීමට මෙම ක්රමය උපකාරී වේ. 800-900 ation දී පශ්චාත් වර්ධනයක් 800-900 ° C නූල් කිරීමේ භූමි ity නත්වය 10 ^ 7 සෙ.මී. 7 සෙ.මී. -2 දක්වා අඩු කරයි. කාර්ය සාධන ලක්ෂණ: වඩාත්ම දියුණු GE / SI PIN PhotodeteCter ලබා ගත හැකිය: ප්රතිචාර දැක්වීම,> 0.8 ඒ / ඩබ්ලිව් 1550 nm; කලාප පළල,> 60 GHz; අඳුරු ධාරාව, <1 μා හි -1 v නැෂිස්ට්.
සිලිකන් මත පදනම් වූ අක්ෂර ඉලෙක්ට්රෝන වේදිකා සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීම
හි ඒකාබද්ධතාවයඅධිවේගී ෆෝටෝඩෙටරික්ස්සිලිකන් පදනම් කරගත් අක්ෂර ඉලෙක්ට්රෝන වේදිකා සහිත උසස් දෘශ්ය සම්ප්රේෂක සහ අන්තර් සම්බන්ධිත වේ. ප්රධාන අනුකලනය කිරීමේ ක්රම දෙක පහත පරිදි වේ: ෆොටෝඩෙටෙටැක්ටර් සහ ට්රාන්සිස්ටරය ඉහළ උෂ්ණත්ව සැකසුම් සඳහා ඉඩ දී ඇති සිලිකන් උපස්ථරයක් මත සිලිකන් උපස්ථරයක් මත එකවර නිෂ්පාදනය කරන නමුත් චිප ප්රදේශය ගැනීම. පසුපහන ඒකාබද්ධ කිරීම (බීල්). COMS සාමූහිකත්වයට මැදිහත් වීම වළක්වා ගැනීම සඳහා ෆොටෝඩ්ටේටර්ස් ලෝහ මුදුනේ නිපදවනු ලබන නමුත් අඩු සැකසුම් උෂ්ණත්වයට සීමා වේ.
රූපය 2: අධිවේගී ගේ / si ෆොටෝඩෙටෙක්ගේ ප්රතිචාරය සහ කලාප පළල
දත්ත මධ්යස්ථාන අයදුම්පත
අධිවේගී ෆෝටෝඩෙටරර්ස් යනු ඊළඟ පරම්පරාවේ දත්ත මධ්යස්ථාන අන්තර් සම්බන්ධතාවයේ ප්රධාන අංගයකි. ප්රධාන යෙදුම් ඇතුළත් කිරීම: PAM-4 මොඩියුලේෂන් භාවිතා කරමින් 100G, ග්රෑම් 400 ග්රෑම් සහ වැඩි ගාස්තු; අඉහළ කලාප පළල ඡායා පිටපත්(> 50 GHz) අවශ්ය වේ.
සිලිකන් මත පදනම් වූ අක්ෂර වර්ග ඒකාබද්ධ ඒකාබද්ධ පරිපථය: මොනොලිතික් මොනොලිතික් මොනොලිටික් මොනොලිටර් මොඩියුලේටර් සහ වෙනත් සංරචක සමඟ; සංයුක්ත, ඉහළ කාර්යසාධන දෘශ්ය එන්ජිමක්.
බෙදා හරින ලද ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය: බෙදා හරින ලද පරිගණකකරණය, ගබඩා කිරීම සහ ගබඩා කිරීම අතර දෘශ්ය අන්තර් සම්බන්ධතාවය; බලශක්ති-කාර්යක්ෂම, ඉහළ කලාප පළල ඡායා පිටපත් සඳහා ඇති ඉල්ලුම පැදවීම.
අනාගත දැක්ම
ඒකාබද්ධ ඔපියොටෙල්ට්රොනික් අධිවේගී ෆොටෝඩියතර්ස් වල අනාගතය පහත සඳහන් ප්රවණතා පෙන්වනු ඇත:
ඉහළ දත්ත අනුපාත: ග්රෑම් 800 ක් සහ 1.6T 1.6t සංවර්ධනය කිරීම; කලාප පළලෙන් 100 GHz ට වැඩි කලාප පළල පොටෝඩර් කරන්නන් අවශ්ය වේ.
වැඩිදියුණු කළ ඒකාබද්ධතාවය: තනි චිපයක් III-V ද්රව්ය සහ සිලිකන් හි තනි චිපය ඒකාබද්ධ කිරීම; උසස් ත්රිමාණ ඒකාබද්ධ කිරීමේ තාක්ෂණය.
නව ද්රව්ය: අතිශයින්ම ආලෝක අනාවරණය කිරීම සඳහා ද්විමාන ද්රව්ය (ග්රැපීන් වැනි) ගවේෂණය කිරීම; දීර් devely විස්ල් සහිත තරංග ආයාම ආවරණය සඳහා නව සමූහයක් IV මිශ්ර ලෝහයකි.
නැගී එන යෙදුම්: ලීඩාර් සහ අනෙකුත් සංවේදක යෙදුම් APD සංවර්ධනය මෙහෙයවයි; උසස් පෙළේ ෆොටෝඩෙටරික්කර්ස් අවශ්ය මයික්රෝවේව් ෆෝටන් යෙදුම්.
අධිවේගී ෆෝටෝඩෙටර, විශේෂයෙන් GE හෝ SI ෆොටෝඩියෙට් කරුවන්, සිලිකන් මත පදනම් වූ අක්ෂර ඉලෙක්ට්රෝන හා ඊළඟ පරම්පරාවේ දෘශ්ය සන්නිවේදනයේ ප්රධාන රියදුරු බවට පත්ව ඇත. අනාගත දත්ත මධ්යස්ථාන සහ විදුලි සංදේශ ජාලවල වැඩෙන කලාප පළල ඉල්ලීම් සපුරාලීම සඳහා ද්රව්ය, උපාංග සැලසුම් සහ ඒකාබද්ධ කිරීමේ තාක්ෂණයන්හි අඛණ්ඩ දියුණුවල වැදගත් වේ. ක්ෂේත්රය අඛණ්ඩව පරිණාමය වන විට, ඉහළ කලාප පළලක්, අඩු ශබ්දයක් සහ විද්යුත් හා ෆෝටෝනික් පරිපථ සමඟ බාධාවකින් තොරව ෆොටෝඩෙටරික්වරුන් බැලීමට අපට අපේක්ෂා කළ හැකිය.
පශ්චාත් කාලය: ජනවාරි -20 20-2025