Ինչո՞ւ պետք է Ge-ն օգտագործենք որպեսլուսադետեկտոր
1. Հիմնական դիրքավորում. Ինչու՞ է անհրաժեշտ Ge-ն օգտագործել որպես լուսադետեկտոր
Սիլիցիումային օպտիկական կապերում լուսադետեկտորները «թարգմանիչներն» են, որոնք օպտիկական ազդանշանները վերածում են էլեկտրական ազդանշանների: Այնուամենայնիվ, սիլիցիումն ինքնին ունի 1.12 էՎ արգելված գոտի և գրեթե թափանցիկ է 1310/1550 նմ կապի գոտիների համար, ուստի միայն գերմանիումը (Ge) կարող է ներմուծվել:
Ge-ն ունի 0.8 էՎ ուղիղ արգելակային գոտի, որը ծածկում է կապի O/C գոտին, բայց ունի 4.2% ցանցային անհամապատասխանություն սիլիցիումի հետ: Ուղիղ աճի համար դիսլոկացիայի խտությունը հասնում է մինչև 4 × 10 ⁸ սմ ⁻ ², և մութ հոսանքը լիովին անհասանելի է։ Միևնույն ժամանակ, Ge-ն ունի անուղղակի արգելակային գոտի, և դրա կլանման գործակիցը բնականաբար մեկ կարգի մեծությամբ ցածր է InGaAs-ից, ինչը բնական թուլություն է։
2. Հիմնական առաջընթաց. ալիքատարի ինտեգրումը վերացնում է կատարողականի խոչընդոտը
Ավանդական ուղղահայաց ինցենսիոն լուսադետեկտորների «կլանման երկարություն = կրիչի հավաքման ուղի» ունի «արձագանքման թողունակություն»՝ ընդամենը 7 ԳՀց վերին սահմանով։
Ներկայումս հիմնական սարքերի երթուղիները բաժանված են երեք կատեգորիայի.
Ուղղահայաց ամրակ. Այս գործընթացը ոլորտում ամենապարզն ու տարածվածն է՝ ապահովելով 40 Գբ/վրկ զրոյական լարման դեպքում և >60 ԳՀց թողունակություն։
MSM Metal Semiconductor Metal. Բարձր ջերմաստիճանի լեգիրման կարիք չկա, կարող է ինտեգրվել ներքին համակարգում, ունի բարձր մթության հոսանք և 40 ԳՀց-ից ավելի թողունակություն։
Բարձրակարգ տարբերակներ.Ճանապարհորդող ալիքային լուսադետեկտորներ(TWPD) և միագիծ կրող լուսադետեկտորները (UTC) օգտագործվում են միկրոալիքային ֆոտոնային կապերի համար՝ հավասարակշռելով բարձր թողունակությունը և բարձր հագեցվածության ֆոտոհոսանքը։
3. Նյութեր և արհեստագործություն. «Թերությունները» վերածելով առավելությունների
Ցանցերի անհամապատասխանության և կատարողականի թերությունների ի պատասխան՝ արդյունաբերությունը մշակել է հասուն լուծումներ.
Երկփուլ էպիտաքսիայի մեթոդ. նախ աճեցվում է 30-50 նմ ցածր ջերմաստիճանի բուֆերային շերտ, ապա ջերմաստիճանը բարձրացվում է՝ նպատակային հաստությանը հասնելու համար, ինչը դիսլոկացիայի խտությունը նվազեցնում է մինչև ~10 ⁷ սմ ⁻ ²։
Դեֆորմացիայի ճարտարագիտություն. Ge-ի և Si-ի միջև ջերմային ընդարձակման գործակիցների տարբերությունը կհանգեցնի Ge թաղանթի 0.2% երկառանցքային ձգման դեֆորմացիայի, ինչը կհանգեցնի արգելակային գոտու ուղղակի կրճատման 0.8 eV-ից մինչև 0.77 eV և կլանման եզրի երկարացման 1.55 μm-ից մինչև 1.61 μm, որը կընդգրկի ամբողջ C+L գոտին, և նույնիսկ L գոտու կլանման գործակիցը կարող է համապատասխանել InGaAs-ի կլանման գործակցին։
CMOS ինտեգրացիա. Այն դեռևս գտնվում է ուսումնասիրության փուլում: Առաջնային ինտեգրացիան (FEOL) պետք է դիմակայի 750 ℃-ից բարձր բարձր ջերմաստիճաններին, մինչդեռ հետին ինտեգրացիան (BEOL) ջերմաստիճանային առումով հարմար է, բայց առանց բյուրեղային հիմքերի, և դեռևս չի ձևավորել միասնական հասուն լուծում: Ներկայումս արդյունաբերությունը սովորաբար ընդունում է «90% մեկ չիպ + արտաքին» խառը ուղի:լազեր«.
Հրապարակման ժամանակը. Հունիս-23-2026