ເປັນຫຍັງພວກເຮົາຕ້ອງໃຊ້ Ge ເປັນເຄື່ອງກວດຈັບແສງ

ເປັນຫຍັງພວກເຮົາຕ້ອງໃຊ້ Ge ເປັນເຄື່ອງກວດຈັບແສງ
1、 ການວາງຕຳແໜ່ງພື້ນຖານ: ເປັນຫຍັງມັນຈຶ່ງຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ Ge ເປັນເຄື່ອງກວດຈັບແສງ
ໃນການເຊື່ອມຕໍ່ທາງແສງຊິລິກອນ, ຕົວກວດຈັບແສງແມ່ນ "ຕົວແປ" ທີ່ປ່ຽນສັນຍານທາງແສງກັບຄືນສູ່ສັນຍານໄຟຟ້າ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຊິລິກອນເອງມີແຖບຄວາມຖີ່ 1.12 eV ແລະເກືອບຈະໂປ່ງໃສຕໍ່ແຖບການສື່ສານ 1310/1550 nm, ສະນັ້ນພຽງແຕ່ germanium (Ge) ເທົ່ານັ້ນທີ່ສາມາດນຳສະເໜີໄດ້.
Ge ມີຊ່ອງຫວ່າງແບນດ໌ໂດຍກົງ 0.8 eV, ເຊິ່ງກວມເອົາແຖບ O/C ຂອງການສື່ສານ, ແຕ່ມີຄວາມບໍ່ກົງກັນຂອງແລດຕິຊ 4.2% ກັບຊິລິໂຄນ. ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງການເຄື່ອນທີ່ສຳລັບການເຕີບໂຕໂດຍກົງແມ່ນສູງເຖິງ 4 × 10 ⁸ cm ⁻ ², ແລະກະແສມືດບໍ່ສາມາດໃຊ້ໄດ້ທັງໝົດ; ໃນເວລາດຽວກັນ, Ge ມີຊ່ອງຫວ່າງແບນດ໌ທາງອ້ອມ, ແລະຄ່າສຳປະສິດການດູດຊຶມຂອງມັນແມ່ນຕ່ຳກວ່າ InGaAs ໜຶ່ງລຳດັບ, ເຊິ່ງເປັນຈຸດອ່ອນຕາມທຳມະຊາດ.
2, ການຄົ້ນພົບຫຼັກ: ການເຊື່ອມໂຍງຄື້ນນຳທາງທຳລາຍຄວາມເຄັ່ງຕຶງດ້ານປະສິດທິພາບ
“ຄວາມຍາວຂອງການດູດຊຶມ = ເສັ້ນທາງການເກັບກຳຂອງຕົວນຳ” ຂອງເຄື່ອງກວດຈັບແສງແບບຕັ້ງແບບດັ້ງເດີມມີແຜ່ນຕັດ “ແບນວິດການຕອບສະໜອງ”, ໂດຍມີຂີດຈຳກັດສູງສຸດພຽງແຕ່ 7GHz;
ໃນປະຈຸບັນ, ອຸປະກອນຫຼັກໆແບ່ງອອກເປັນ 3 ປະເພດຄື:
ຂາຕັ້ງ: ຂະບວນການນີ້ແມ່ນງ່າຍທີ່ສຸດ ແລະ ເປັນທີ່ນິຍົມທີ່ສຸດໃນອຸດສາຫະກໍາ, ບັນລຸ 40Gb/s @ ສູນອະຄະຕິ ແລະ ແບນວິດ>60GHz;
ໂລຫະ MSM ເຄິ່ງຕົວນຳໂລຫະ: ບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງມີການເສີມອຸນຫະພູມສູງ, ສາມາດປະສົມປະສານເຂົ້າໃນ backend, ມີກະແສໄຟຟ້າມືດສູງ, ແລະແບນວິດຫຼາຍກວ່າ 40GHz;
ລຸ້ນລະດັບສູງ:ເຄື່ອງກວດຈັບແສງຄື້ນເຄື່ອນທີ່(TWPD) ແລະ ເຄື່ອງກວດຈັບແສງນຳທາງສາຍດຽວ (UTC) ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການເຊື່ອມຕໍ່ໂຟຕອນໄມໂຄເວຟ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມີຄວາມສົມດຸນລະຫວ່າງແບນວິດສູງ ແລະ ໂຟໂຕກະແສອີ່ມຕົວສູງ.
3. ວັດສະດຸ ແລະ ຝີມືຫັດຖະກຳ: ປ່ຽນ 'ຂໍ້ບົກຜ່ອງ' ໃຫ້ກາຍເປັນຂໍ້ໄດ້ປຽບ
ເພື່ອຕອບສະໜອງຕໍ່ຄວາມບໍ່ກົງກັນຂອງໂຄງສ້າງ ແລະ ຂໍ້ບົກຜ່ອງດ້ານປະສິດທິພາບ, ອຸດສາຫະກຳໄດ້ພັດທະນາວິທີແກ້ໄຂທີ່ສົມບູນແລ້ວ:
ວິທີການ epitaxy ສອງຂັ້ນຕອນ: ທຳອິດ, ຊັ້ນບັຟເຟີອຸນຫະພູມຕ່ຳ 30-50nm ຖືກປູກ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນອຸນຫະພູມຈະເພີ່ມຂຶ້ນເພື່ອບັນລຸຄວາມໜາຂອງເປົ້າໝາຍ, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງການເຄື່ອນທີ່ລົງເຫຼືອ ~10 ⁷ ຊມ ⁻ ²;
ວິສະວະກຳຄວາມເຄັ່ງຕຶງ: ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງ Ge ແລະ Si ຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງແຮງດຶງສອງແກນ 0.2% ໃນຟິມ Ge, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ການຫຼຸດຜ່ອນຊ່ອງຫວ່າງແຖບໂດຍກົງຈາກ 0.8 eV ເປັນ 0.77 eV ແລະການຂະຫຍາຍຂອບການດູດຊຶມຈາກ 1.55 μ m ເປັນ 1.61 μ m, ເຊິ່ງກວມເອົາແຖບ C+L ທັງໝົດ, ແລະແມ່ນແຕ່ສຳປະສິດການດູດຊຶມໃນແຖບ L ສາມາດກົງກັບ InGaAs;
ການເຊື່ອມໂຍງ CMOS: ມັນຍັງຢູ່ໃນຂັ້ນຕອນການສຳຫຼວດ. ການເຊື່ອມໂຍງດ້ານໜ້າ (FEOL) ຕ້ອງທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມສູງກວ່າ 750 ℃, ໃນຂະນະທີ່ການເຊື່ອມໂຍງດ້ານຫຼັງ (BEOL) ເປັນມິດກັບອຸນຫະພູມແຕ່ບໍ່ມີຊັ້ນຮອງຜລຶກ, ແລະຍັງບໍ່ທັນໄດ້ສ້າງວິທີແກ້ໄຂທີ່ສົມບູນແບບ. ປະຈຸບັນ, ອຸດສາຫະກໍາໂດຍທົ່ວໄປຮັບຮອງເອົາເສັ້ນທາງປະສົມປະສານຂອງ "90% ຊິບດຽວ + ພາຍນອກເລເຊີ“.