നമ്മൾ എന്തിനാണ് Ge ഒരു ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറായി ഉപയോഗിക്കേണ്ടത്?

നമ്മൾ എന്തിനാണ് Ge ഉപയോഗിക്കുന്നത്?ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ
1, അടിസ്ഥാന സ്ഥാനനിർണ്ണയം: ഒരു ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറായി Ge ഉപയോഗിക്കേണ്ടതിന്റെ ആവശ്യകത എന്താണ്?
സിലിക്കൺ ഒപ്റ്റിക്കൽ ലിങ്കുകളിൽ, ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ "വിവർത്തകർ" ആണ്, അവ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകളെ വീണ്ടും വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളാക്കി മാറ്റുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, സിലിക്കണിന് 1.12 eV ബാൻഡ്‌ഗാപ്പ് ഉണ്ട്, കൂടാതെ 1310/1550 nm കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ബാൻഡുകളിലേക്ക് ഏതാണ്ട് സുതാര്യവുമാണ്, അതിനാൽ ജെർമേനിയം (Ge) മാത്രമേ അവതരിപ്പിക്കാൻ കഴിയൂ.
Ge യുടെ നേരിട്ടുള്ള ബാൻഡ്‌ഗാപ്പ് 0.8 eV ആണ്, ഇത് ആശയവിനിമയ O/C ബാൻഡിനെ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, പക്ഷേ സിലിക്കണുമായി 4.2% ലാറ്റിസ് പൊരുത്തക്കേടുണ്ട്. നേരിട്ടുള്ള വളർച്ചയ്ക്കുള്ള ഡിസ്‌ലോക്കേഷൻ സാന്ദ്രത 4 × 10 ⁸ സെ.മീ ⁻ ² വരെ ഉയർന്നതാണ്, കൂടാതെ ഇരുണ്ട വൈദ്യുതധാര പൂർണ്ണമായും ലഭ്യമല്ല; അതേസമയം, Ge യ്ക്ക് ഒരു പരോക്ഷ ബാൻഡ്‌ഗാപ്പ് ഉണ്ട്, കൂടാതെ അതിന്റെ ആഗിരണം ഗുണകം സ്വാഭാവികമായും InGaA കളേക്കാൾ ഒരു ക്രമം കുറവാണ്, ഇത് ഒരു സ്വാഭാവിക ബലഹീനതയാണ്.
2, പ്രധാന വഴിത്തിരിവ്: വേവ്ഗൈഡ് സംയോജനം പ്രകടനത്തിലെ തടസ്സങ്ങൾ ഇല്ലാതാക്കുന്നു.
പരമ്പരാഗത വെർട്ടിക്കൽ ഇൻസിഡൻസ് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളുടെ "അബ്സോർപ്ഷൻ ലെങ്ത്=കാരിയർ കളക്ഷൻ പാത്ത്" ന് ഒരു "റെസ്‌പോൺസിവിറ്റി ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത്" സീസോ ഉണ്ട്, ഉയർന്ന പരിധി 7GHz മാത്രമാണ്;
നിലവിൽ, മുഖ്യധാരാ ഉപകരണ റൂട്ടുകളെ മൂന്ന് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു:
വെർട്ടിക്കൽ പിൻ: ഈ പ്രക്രിയ വ്യവസായത്തിലെ ഏറ്റവും ലളിതവും മുഖ്യധാരയുമാണ്, പൂജ്യം ബയസിൽ 40Gb/s നേടുന്നു, കൂടാതെ 60GHz ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്തും;
എംഎസ്എം മെറ്റൽ സെമികണ്ടക്ടർ മെറ്റൽ: ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ഡോപ്പിംഗ് ആവശ്യമില്ല, ബാക്കെൻഡിൽ സംയോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, ഉയർന്ന ഡാർക്ക് കറന്റ് ഉണ്ട്, 40GHz-ൽ കൂടുതൽ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഉണ്ട്;
ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള വകഭേദങ്ങൾ:സഞ്ചരിക്കുന്ന തരംഗ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ(TWPD) ഉം സിംഗിൾ ലൈൻ കാരിയർ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളും (UTC) ഉയർന്ന ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്തും ഉയർന്ന സാച്ചുറേഷൻ ഫോട്ടോകറന്റും സന്തുലിതമാക്കുന്ന മൈക്രോവേവ് ഫോട്ടോൺ ലിങ്കുകൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
3, മെറ്റീരിയലുകളും കരകൗശല വൈദഗ്ധ്യവും: 'വൈകല്യങ്ങളെ' ഗുണങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നു
ലാറ്റിസ് പൊരുത്തക്കേടും പ്രകടന പോരായ്മകളും പരിഹരിക്കുന്നതിന്, വ്യവസായം പക്വമായ പരിഹാരങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്:
രണ്ട് ഘട്ട എപ്പിറ്റാക്സി രീതി: ആദ്യം, 30-50nm ന്റെ താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള ഒരു ബഫർ പാളി വളർത്തുന്നു, തുടർന്ന് ലക്ഷ്യ കനം എത്തുന്നതുവരെ താപനില വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് സ്ഥാനഭ്രംശ സാന്ദ്രത ~10 ⁷ cm ⁻ ² ആയി കുറയ്ക്കുന്നു;
സ്ട്രെയിൻ എഞ്ചിനീയറിംഗ്: Ge യും Si യും തമ്മിലുള്ള താപ വികാസ ഗുണകങ്ങളിലെ വ്യത്യാസം Ge ഫിലിമിൽ 0.2% ബയാക്സിയൽ ടെൻസൈൽ സ്ട്രെയിനിന് കാരണമാകും, അതിന്റെ ഫലമായി 0.8 eV ൽ നിന്ന് 0.77 eV ലേക്ക് നേരിട്ടുള്ള ബാൻഡ് വിടവ് കുറയുകയും 1.55 μm മുതൽ 1.61 μm വരെ അബ്സോർപ്ഷൻ എഡ്ജ് എക്സ്റ്റൻഷൻ ഉണ്ടാകുകയും ചെയ്യും, ഇത് മുഴുവൻ C+L ബാൻഡിനെയും ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, കൂടാതെ L ബാൻഡിലെ അബ്സോർപ്ഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് പോലും InGaA കളുമായി പൊരുത്തപ്പെടും;
CMOS സംയോജനം: ഇത് ഇപ്പോഴും പര്യവേക്ഷണ ഘട്ടത്തിലാണ്. ഫ്രണ്ട് എൻഡ് ഇന്റഗ്രേഷൻ (FEOL) 750 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു മുകളിലുള്ള ഉയർന്ന താപനിലയെ നേരിടേണ്ടതുണ്ട്, അതേസമയം ബാക്ക്-എൻഡ് ഇന്റഗ്രേഷൻ (BEOL) താപനില സൗഹൃദമാണ്, പക്ഷേ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ ഇല്ല, കൂടാതെ ഇതുവരെ ഒരു ഏകീകൃത പക്വമായ പരിഹാരം രൂപപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല. നിലവിൽ, വ്യവസായം സാധാരണയായി “90% സിംഗിൾ-ചിപ്പ്+ബാഹ്യ” എന്ന മിക്സഡ് റൂട്ട് സ്വീകരിക്കുന്നു.ലേസർ“.