ನಾವು Ge ಅನ್ನು ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್ ಆಗಿ ಏಕೆ ಬಳಸಬೇಕು?

ನಾವು Ge ಅನ್ನು ಏಕೆ ಬಳಸಬೇಕು?ಫೋಟೋ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್
1, ಮೂಲ ಸ್ಥಾನೀಕರಣ: Ge ಅನ್ನು ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್ ಆಗಿ ಬಳಸುವುದು ಏಕೆ ಅಗತ್ಯ?
ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಲಿಂಕ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳು "ಅನುವಾದಕರು" ಆಗಿದ್ದು, ಅವು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಮತ್ತೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸ್ವತಃ 1.12 eV ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು 1310/1550 nm ಸಂವಹನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಬಹುತೇಕ ಪಾರದರ್ಶಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ (Ge) ಅನ್ನು ಮಾತ್ರ ಪರಿಚಯಿಸಬಹುದು.
Ge 0.8 eV ನೇರ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಸಂವಹನ O/C ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅನ್ನು ಆವರಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನೊಂದಿಗೆ 4.2% ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಅಸಾಮರಸ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ನೇರ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಡಿಸ್ಲೊಕೇಶನ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 4 × 10 ⁸ cm ⁻ ² ವರೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವುದಿಲ್ಲ; ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, Ge ಪರೋಕ್ಷ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಮತ್ತು ಅದರ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಾಂಕವು ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ InGaA ಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ ಒಂದು ಕ್ರಮವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ನೈಸರ್ಗಿಕ ದೌರ್ಬಲ್ಯವಾಗಿದೆ.
2, ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಗತಿ: ತರಂಗ ಮಾರ್ಗ ಏಕೀಕರಣವು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಅಡಚಣೆಯನ್ನು ಮುರಿಯುತ್ತದೆ
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಲಂಬ ಘಟನೆ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳ "ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಉದ್ದ=ವಾಹಕ ಸಂಗ್ರಹ ಮಾರ್ಗ"ವು "ಜವಾಬ್ದಾರಿ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್" ಸೀಸಾವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಗರಿಷ್ಠ ಮಿತಿ ಕೇವಲ 7GHz ಆಗಿದೆ;
ಪ್ರಸ್ತುತ, ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ಸಾಧನ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಮೂರು ವರ್ಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ:
ಲಂಬ ಪಿನ್: ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸರಳ ಮತ್ತು ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯಾಗಿದ್ದು, ಶೂನ್ಯ ಪಕ್ಷಪಾತದಲ್ಲಿ 40Gb/s ಮತ್ತು> 60GHz ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ;
MSM ಮೆಟಲ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಮೆಟಲ್: ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಡೋಪಿಂಗ್ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ, ಬ್ಯಾಕೆಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು, ಹೆಚ್ಚಿನ ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು 40GHz ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಹೊಂದಿದೆ;
ಉನ್ನತ ದರ್ಜೆಯ ರೂಪಾಂತರಗಳು:ಸಂಚಾರ ತರಂಗ ದ್ಯುತಿಶೋಧಕಗಳು(TWPD) ಮತ್ತು ಸಿಂಗಲ್ ಲೈನ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು (UTC) ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟಾನ್ ಲಿಂಕ್‌ಗಳಿಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ಫೋಟೋಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಸಮತೋಲನಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
3, ಸಾಮಗ್ರಿಗಳು ಮತ್ತು ಕರಕುಶಲತೆ: 'ದೋಷಗಳನ್ನು' ಅನುಕೂಲಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು
ಜಾಲರಿ ಅಸಾಮರಸ್ಯ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ನ್ಯೂನತೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ, ಉದ್ಯಮವು ಪ್ರಬುದ್ಧ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ:
ಎರಡು ಹಂತದ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ ವಿಧಾನ: ಮೊದಲು, 30-50nm ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಬಫರ್ ಪದರವನ್ನು ಬೆಳೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಗುರಿಯ ದಪ್ಪವನ್ನು ತಲುಪಲು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸ್ಥಳಾಂತರ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ~10 ⁷ cm ⁻ ² ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ;
ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್: Ge ಮತ್ತು Si ನಡುವಿನ ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣಾ ಗುಣಾಂಕಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು Ge ಫಿಲ್ಮ್‌ನಲ್ಲಿ 0.2% ಬೈಯಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಕರ್ಷಕ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ನೇರ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವು 0.8 eV ನಿಂದ 0.77 eV ಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 1.55 μm ನಿಂದ 1.61 μm ವರೆಗೆ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಅಂಚಿನ ವಿಸ್ತರಣೆಯು ಸಂಪೂರ್ಣ C+L ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅನ್ನು ಆವರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು L ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಾಂಕವು ಸಹ InGaA ಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗಬಹುದು;
CMOS ಏಕೀಕರಣ: ಇದು ಇನ್ನೂ ಪರಿಶೋಧನಾ ಹಂತದಲ್ಲಿದೆ. ಫ್ರಂಟ್ ಎಂಡ್ ಇಂಟಿಗ್ರೇಷನ್ (FEOL) 750 ℃ ​​ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ, ಆದರೆ ಬ್ಯಾಕ್-ಎಂಡ್ ಇಂಟಿಗ್ರೇಷನ್ (BEOL) ತಾಪಮಾನ ಸ್ನೇಹಿಯಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರಗಳಿಲ್ಲದೆ, ಮತ್ತು ಇನ್ನೂ ಏಕೀಕೃತ ಪ್ರೌಢ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ರೂಪಿಸಿಲ್ಲ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಉದ್ಯಮವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ "90% ಸಿಂಗಲ್-ಚಿಪ್+ಬಾಹ್ಯ" ಎಂಬ ಮಿಶ್ರ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.ಲೇಸರ್“.