د سیلیکون پر بنسټ آپټو الیکترونیکونو لپاره، سیلیکون فوټوډیټیکټرونه
د عکس کشف کونکيد رڼا سیګنالونه په بریښنایی سیګنالونو بدلوي، او لکه څنګه چې د معلوماتو لیږد کچه ښه کیږي، د سیلیکون پر بنسټ د آپټو الیکترونیک پلیټ فارمونو سره مدغم شوي لوړ سرعت فوټوډیټیکټرونه د راتلونکي نسل ډیټا مرکزونو او مخابراتي شبکو لپاره کلیدي شوي دي. دا مقاله به د پرمختللي لوړ سرعت فوټوډیټیکټرونو عمومي کتنه وړاندې کړي، د سیلیکون پر بنسټ جرمینیم (Ge یا Si فوټوډیټیکټر) باندې ټینګار سره.د سیلیکون فوتوډیټیکټرونهد مدغم آپټو الیکترونیک ټیکنالوژۍ لپاره.
جرمینیم د سیلیکون پلیټ فارمونو کې د نږدې انفراریډ رڼا کشف لپاره یو زړه راښکونکی مواد دی ځکه چې دا د CMOS پروسو سره مطابقت لري او د مخابراتو طول موجونو کې خورا قوي جذب لري. ترټولو عام Ge/Si فوټوډیټیکټر جوړښت د پن ډایډ دی، په کوم کې چې داخلي جرمینیم د P-ډول او N-ډول سیمو ترمنځ سینڈوچ شوی دی.
د وسیلې جوړښت شکل ۱ یو عادي عمودی پن Ge یاد Si فوتوډیټیکټرجوړښت:
اصلي ځانګړتیاوې یې دا دي: د جرمینیم جذب کوونکې طبقه چې په سیلیکون سبسټریټ کې کرل کیږي؛ د چارج کیریرونو د p او n تماسونو راټولولو لپاره کارول کیږي؛ د موثر رڼا جذب لپاره د ویو ګایډ جوړه کول.
د اپیتیکسیل وده: په سیلیکون باندې د لوړ کیفیت جرمینیم وده کول د دواړو موادو ترمنځ د 4.2٪ جالیو بې اتفاقۍ له امله ننګونکي دي. د دوه مرحلو ودې پروسه معمولا کارول کیږي: د ټیټ تودوخې (300-400 ° C) بفر طبقې وده او د جرمینیم لوړه تودوخه (د 600 ° C څخه پورته) زیرمه کول. دا طریقه د جالیو بې اتفاقۍ له امله رامینځته شوي تارینګ بې ځایه کیدو کنټرول کې مرسته کوي. د ودې وروسته انیل کول په 800-900 ° C کې د تارینګ بې ځایه کیدو کثافت شاوخوا 10^7 cm^-2 ته نور هم راټیټوي. د فعالیت ځانګړتیاوې: ترټولو پرمختللی Ge/Si PIN فوتوډیټر کولی شي ترلاسه کړي: غبرګون، > 0.8A /W په 1550 nm کې؛ بینډ ویت،> 60 GHz؛ تیاره جریان، <1 μA په -1 V تعصب کې.
د سیلیکون پر بنسټ د آپټو الیکترونیک پلیټ فارمونو سره یوځای کول
د ادغامد لوړ سرعت عکس کشف کونکيد سیلیکون پر بنسټ د آپټو الیکترونیک پلیټ فارمونو سره پرمختللي آپټیکل ټرانسسیورونه او انټرکنیکټونه فعالوي. د ادغام دوه اصلي میتودونه په لاندې ډول دي: د مخکینۍ پای ادغام (FEOL)، چیرې چې فوتوډیټیکټر او ټرانزیسټر په ورته وخت کې د سیلیکون سبسټریټ کې تولید شوي چې د لوړې تودوخې پروسس کولو ته اجازه ورکوي، مګر د چپ ساحه نیسي. د شاته پای ادغام (BEOL). فوتوډیټیکټرونه د فلز په سر کې تولید شوي ترڅو د CMOS سره مداخله ونه کړي، مګر د پروسس کولو ټیټ تودوخې پورې محدود دي.
شکل ۲: د لوړ سرعت Ge/Si فوټوډیټیکټر غبرګون او بینډ ویت
د معلوماتو مرکز غوښتنلیک
د لوړ سرعت فوټوډیټیکټرونه د معلوماتو مرکز د راتلونکي نسل د نښلولو لپاره یوه مهمه برخه ده. اصلي غوښتنلیکونه پدې کې شامل دي: آپټیکل ټرانسسیورونه: 100G، 400G او لوړ نرخونه، د PAM-4 ماډلولیشن په کارولو سره؛ الفد لوړ بینډ ویت فوتوډیټیکټر(> ۵۰ GHz) ته اړتیا ده.
د سیلیکون پر بنسټ آپټو الیکترونیکي مدغم سرکټ: د ماډولیټر او نورو برخو سره د کشف کونکي واحد ادغام؛ یو کمپیکٹ، لوړ فعالیت لرونکی آپټیکل انجن.
ویشل شوی معمارۍ: د ویشل شوي کمپیوټري، ذخیره کولو، او ذخیره کولو ترمنځ نظري اړیکه؛ د انرژۍ اغیزمن، لوړ بینډ ویت فوتوډیټیکټرونو غوښتنې هڅول.
د راتلونکي لید
د مدغم آپټو الیکترونیکي لوړ سرعت فوتوډیټیکټرونو راتلونکی به لاندې رجحانات وښيي:
د معلوماتو لوړ نرخونه: د 800G او 1.6T ټرانسسیورونو پراختیا هڅوي؛ د 100 GHz څخه ډیر بینډ ویت سره فوټوډیټیکټرونو ته اړتیا ده.
ښه شوی ادغام: د III-V موادو او سیلیکون واحد چپ ادغام؛ پرمختللې 3D ادغام ټیکنالوژي.
نوي مواد: د الټرا فاسټ رڼا کشف لپاره د دوه بعدي موادو (لکه ګرافین) سپړنه؛ د پراخ طول موج پوښښ لپاره د ګروپ IV نوی الیاژ.
راڅرګندېدونکي غوښتنلیکونه: LiDAR او نور د سینسنګ غوښتنلیکونه د APD پراختیا هڅوي؛ د مایکروویو فوټون غوښتنلیکونه چې لوړ خطي فوتوډیټیکټرونو ته اړتیا لري.
د لوړ سرعت فوټوډیټیکټرونه، په ځانګړې توګه Ge یا Si فوټوډیټیکټرونه، د سیلیکون پر بنسټ آپټو الیکترونیکونو او راتلونکي نسل آپټیکل مخابراتو کلیدي چلوونکي ګرځیدلي دي. د موادو، وسایلو ډیزاین، او ادغام ټیکنالوژیو کې دوامداره پرمختګونه د راتلونکي ډیټا مرکزونو او مخابراتي شبکو د مخ پر ودې بینډ ویت غوښتنو پوره کولو لپاره مهم دي. لکه څنګه چې ساحه پرمختګ ته دوام ورکوي، موږ تمه کولی شو د لوړ بینډ ویت، ټیټ شور، او د بریښنایی او فوټونیک سرکټونو سره بې ساري ادغام سره فوټوډیټیکټرونه وګورو.
د پوسټ وخت: جنوري-۲۰-۲۰۲۵