സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഓപ്പ്റ്റോറിക്സ്, സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡെടെക്ടർമാർ (എസ്ഐ ഫോട്ടോഡെടെക്ടർ)

സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഓപ്പ്റ്റോറിക്സിനായി, സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡെടെക്ടർമാർ

ഫോട്ടോഡെടെക്ടർമാർലഘുവായ സിഗ്നലുകൾ ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലുകളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുക, കൂടാതെ ഡാറ്റ കൈമാറ്റ നിരക്ക് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നത് തുടരുന്നത്, സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഓപ്പ്റ്റക്ട്രോണിക്സ് ഉപയോഗിച്ച് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് പ്ലാറ്റ്ഫോമുകൾ, ടെലികമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ നെറ്റ്വർക്കുകൾ എന്നിവയുമായി സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിനാൽ അതിവേഗ ഫോട്ടോഡെടെക്ടറുകൾ. ഈ ലേഖനം സിലിക്കൺ ആസ്ഥാനമായുള്ള ജർമ്മനികൾക്ക് (ജിഇ അല്ലെങ്കിൽ എസ്ഐ ഫോട്ടോഡെടെക്ടർ) emphas ന്നൽ നൽകി ഒരു നൂതന അതിവേഗ ഫോട്ടോഡെറ്റെക്ടറുകളുടെ ഒരു അവലോകനം നൽകുംസിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡെടെക്ടർമാർസംയോജിത ഓപ്പ്റ്റക്ട്രോണിക്സ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്കായി.

സിലിക്കൺ പ്ലാറ്റ്ഫോമുകളിൽ ഇൻഫ്രാറെഡ് ലൈറ്റ് കണ്ടെത്തലിനായി ജർമ്മനിയം ആകർഷകമായ മെറ്റീരിയലാണ്, കാരണം ഇത് സിഎംഒഎസ് പ്രക്രിയകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ടെലികമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ തരംഗദൈർഘ്യത്തിൽ വളരെ ശക്തമായ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു. പിനാ ഡയോഡാണ് ഏറ്റവും സാധാരണമായ ജി-സി / എസ്ഐ ഫോട്ടോഡടെക്ടർ ഘടന, അതിൽ പി-തരത്തിലുള്ള, എൻ-ടൈപ്പ് പ്രദേശങ്ങൾക്കിടയിൽ ആന്തരിക ജർമ്മൻ സാൻഡ്വിച്ച് ചെയ്തതാണ്.

ഉപകരണ ഘടന ചിത്രം 1 ഒരു സാധാരണ ലംബ പിൻ GE അല്ലെങ്കിൽSi ഫോട്ടോഡെക്ടർഘടന:

പ്രധാന സവിശേഷതകളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: സിലിക്കൺ കെ.ഇ.യിൽ മുതിർന്ന പാളി മുഴങ്ങി; ചാർജുകളുടെ ചാർജുകളുടെ കോൺടാക്റ്റുകൾ ശേഖരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു; കാര്യക്ഷമമായ ലൈറ്റ് ആഗിരണത്തിനായി വേവ്ഗൈഡ് കപ്ലിംഗ്.

എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ച: സിലിക്കണിലെ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ഉർജിയം വളരുന്ന രണ്ട് വസ്തുക്കൾ തമ്മിലുള്ള 4.2% ലാറ്റിസ് പൊരുത്തക്കേട് കാരണം വെല്ലുവിളിയാണ്. ഒരു രണ്ട്-ഘട്ട വളർച്ചാ പ്രക്രിയ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു: കുറഞ്ഞ താപനില (300-400 ° C) ബഫർ ലെയർ വളർച്ചയും ഉയർന്ന താപനിലയും (600 ° C ന് മുകളിൽ) ജർമ്മനിയം നിക്ഷേപം. ലാറ്റിസ് പൊരുത്തക്കേടുകൾ മൂലമുണ്ടാകുന്ന ത്രെഡിംഗ് ഡിസ്ലോക്കേഷനുകൾ നിയന്ത്രിക്കാൻ ഈ രീതി സഹായിക്കുന്നു. 800-900 ° C ന് ശേഷമുള്ള വളർച്ചാ പര്യവർഗ്ഗങ്ങൾ ഇനിയും 10 ^ 7 സെന്റിമീറ്ററോളം ത്രെഡിംഗ് ഡിസ്ലോക്കേഷൻ ഡെൻസിറ്റി കുറയ്ക്കുന്നു. പ്രകടന സവിശേഷതകൾ: ഏറ്റവും നൂതന GE / SI PIN ഫോട്ടോഡടക്ടറിന് നേടാനാകും: പ്രതികരണശേഷി,> 0.8 എ / ഡബ്ല്യു 1550 എൻഎം; ബാൻഡ്വിഡ്ത്ത്,> 60 ജിഗാഹെർട്സ്; ഇരുണ്ട കറന്റ്, <1 μa a -1 v by at.

സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഓപ്പ്റ്റക്ട്രോണിക്സ് പ്ലാറ്റ്ഫോമുകളുമായുള്ള സംയോജനം

ന്റെ സംയോജനംഉയർന്ന സ്പീഡ് ഫോട്ടോഡെക്ടക്ടറുകൾസിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഓപ്പ്റ്റക്ട്രോണിക്സ് പ്ലാറ്റ്ഫോമുകൾ വിപുലമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസിറ്ററുകളും ഇന്റർകണക്റ്റുകളും പ്രാപ്തമാക്കുന്നു. രണ്ട് പ്രധാന സംയോജന രീതികൾ ഇപ്രകാരമാണ്: ഫോട്ടോഡേറ്ററും ട്രാൻസിസ്റ്ററും ഒരേസമയം ഒരു സിലിക്കൺ സബ്സ്ട്രാറ്റിൽ നിർമ്മിക്കുന്ന ഫ്രണ്ട്-എൻഡ് ഇന്റഗ്രേഷൻ (FEOL), പക്ഷേ ചിപ്പ് ഏരിയ ഏറ്റെടുക്കുന്നു. ബാക്ക്-എൻഡ് സംയോജനം (BEOL). സിഎംഒഎസുമായി ഇടപെടൽ ഒഴിവാക്കാൻ ഫോട്ടോഡെടെക്ടറുകൾ ലോഹത്തിന് മുകളിൽ നിർമ്മിക്കുന്നു, പക്ഷേ പ്രോസസ്സിംഗ് താപനില കുറയ്ക്കുന്നതിന് പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.

ചിത്രം 2: ഒരു ഹൈ സ്പീഡ് ജിഇ / എസ്ഐ ഫോട്ടോഡെക്ടറുടെ പ്രതികരണശേഷിയും ബാൻഡ്വിഡും

ഡാറ്റ സെന്റർ ആപ്ലിക്കേഷൻ

അടുത്ത തലമുറയിലെ ഡാറ്റാ സെന്റർ ഇന്റർകോണ്ടൻസിലെ ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണ് ഹൈ സ്പീഡ് ഫോട്ടോഡെടെക്ടറുകൾ. പ്രധാന ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസിറ്ററുകൾ: 100 ഗ്രാം, 400 ഗ്രാം, ഉയർന്ന നിരക്കുകൾ, പാം -4 മോഡുലേഷൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു; ഒരുഉയർന്ന ബാൻഡ്വിഡ്ത്ത് ഫോട്ടോദേക്ടർ(> 50 ghz) ആവശ്യമാണ്.

സിലിക്കൺ ആസ്ഥാനമായുള്ള ഓപ്ഷക്ട്രോണിക് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട്: മോഡുലേറ്ററും മറ്റ് ഘടകങ്ങളും ഉള്ള ഡിറ്റക്ടറുടെ ഏകീകൃത സംയോജനം; ഒരു കോംപാക്റ്റ്, ഉയർന്ന പ്രകടനം ഒപ്റ്റിക്കൽ എഞ്ചിൻ.

വിതരണം ചെയ്ത വാസ്തുവിദ്യ: വിതരണം ചെയ്ത കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്, സംഭരണം, സംഭരണം തമ്മിലുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇന്റർകണക്ഷൻ; Energy ർജ്ജ-കാര്യക്ഷമമായ, ഉയർന്ന ബാൻഡ്വിഡ്ത്ത് ഫോട്ടോദേറ്റക്ടർമാർക്കുള്ള ഡിമാൻഡ്.

ഭാവി കാഴ്ചപ്പാട്

ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് ഒപ്റ്റോയിൻക്രോണിക് ഹൈ സ്പീഡ് ഫോട്ടോഡെടെക്ടർമാരുടെ ഭാവി ഇനിപ്പറയുന്ന ട്രെൻഡുകൾ കാണിക്കും:

ഉയർന്ന ഡാറ്റ നിരക്കുകൾ: 800 ഗ്രാം, 1.6 ടി, ട്രാവേർസെവറുകൾ വികസിപ്പിക്കുക; 100 ജിഗാഹെർട്സ് നേക്കാൾ വലിയ ബാൻഡ്വിഡ്ട്ടുമായുള്ള ഫോട്ടോഡെടെക്ടർമാർ ആവശ്യമാണ്.

മെച്ചപ്പെട്ട സംയോജനം: III-V മെറ്റീരിയലിന്റെ സിംഗിൾ ചിപ്പ് സംയോജനം; വിപുലമായ 3D സംയോജന സാങ്കേതികവിദ്യ.

പുതിയ മെറ്റീരിയലുകൾ: അൾട്രാഫസ്റ്റ് ലൈറ്റ് കണ്ടെത്തലിനായി ടു-ഡൈമൻഷണൽ മെറ്റീരിയലുകൾ (ഗ്രാഫൈൻ പോലുള്ളവ) പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുക; വിപുലീകൃത തരംഗദൈർഘ്യ കവറേജിനായി ഒരു പുതിയ ഗ്രൂപ്പ് IV അലോയ്.

വളർന്നുവരുന്ന അപ്ലിക്കേഷനുകൾ: ലിഡറും മറ്റ് സെൻസറിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളും എപിഡിയുടെ വികസനം ഓടിക്കുകയാണ്; ഉയർന്ന രേഖീയ ഫോട്ടോഡെക്ടക്ടറുകൾ ആവശ്യമാണ് മൈക്രോവേവ് ഫോട്ടോൺ അപ്ലിക്കേഷനുകൾ.

അതിവേഗ ഫോട്ടോഡെടെക്ടർമാരെ, പ്രത്യേകിച്ച് ജി ജി അല്ലെങ്കിൽ എസ്ഐ ഫോട്ടോഡെടെക്ടർമാർ, സിലിക്കൺ ആസ്ഥാനമായുള്ള ഓപ്പ്റ്റോറിക്സിന്റെയും അടുത്ത പതിപ്പ് ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷന്റെയും പ്രധാന ഡ്രൈവറായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ഭാവിയിലെ ഡാറ്റാ സെന്ററുകളുടെയും ടെലികമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ നെറ്റ്വർക്കുകളുടെയും വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ബാൻഡ്വിഡ്ത്ത് ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി ഉപകരണ രൂപകൽപ്പനയും ഇന്റഗ്രേഷൻ ടെക്നോളജീസും പ്രധാനമാണ്. ഫീൽഡ് വികസിക്കുന്നത് തുടരുമ്പോൾ, ഫോട്ടോഡെടെക്ടറുകൾ ഉയർന്ന ബാൻഡ്വിഡ്ത്ത്, താഴ്ന്ന ശബ്ദം, ഇലക്ട്രോണിക്, ഫോട്ടോണിക് സർക്യൂട്ടുകളുള്ള തടസ്സമില്ലാത്ത സംയോജനം എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് നമുക്ക് പ്രതീക്ഷിക്കാം.