سلیکن پر مبنی آپٹوٹ الیکٹرانکس کے لئے ، سلیکن فوٹوڈیٹریکٹر (ایس آئی فوٹوڈیٹیکٹر)

سلیکن پر مبنی آپٹو الیکٹرانکس ، سلیکن فوٹوڈیٹریکٹرز کے لئے

فوٹوٹیکٹرزروشنی کے سگنل کو بجلی کے اشاروں میں تبدیل کریں ، اور جیسے ہی ڈیٹا کی منتقلی کی شرح میں بہتری آتی جارہی ہے ، سلیکن پر مبنی آپٹو الیکٹرانکس پلیٹ فارم کے ساتھ مربوط تیز رفتار فوٹوڈیٹیکٹر اگلی نسل کے ڈیٹا سینٹرز اور ٹیلی مواصلات کے نیٹ ورکس کی کلید بن چکے ہیں۔ یہ مضمون اعلی تیز رفتار فوٹوڈیٹریکٹرز کا ایک جائزہ فراہم کرے گا ، جس میں سلیکن میں مقیم جرمینیم (جی ای یا ایس آئی فوٹوڈیکٹر) پر زور دیا جائے گا۔سلیکن فوٹو ڈیٹریکٹرزانٹیگریٹڈ آپٹ الیکٹرانکس ٹکنالوجی کے لئے۔

سلیکن پلیٹ فارمز پر قریب قریب اورکت روشنی کا پتہ لگانے کے لئے جرمینیم ایک پرکشش مواد ہے کیونکہ یہ سی ایم او ایس عمل کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے اور ٹیلی مواصلات کی طول موج پر انتہائی مضبوط جذب رکھتا ہے۔ سب سے عام GE/SI فوٹوڈیکٹر ڈھانچہ پن ڈایڈڈ ہے ، جس میں اندرونی جرمنیئم P قسم اور N-TYPE علاقوں کے مابین سینڈویچ کیا جاتا ہے۔

ڈیوائس کا ڈھانچہ اعداد و شمار 1 ایک عام عمودی پن GE یا ظاہر کرتا ہےایس آئی فوٹوڈیٹرڈھانچہ:

اہم خصوصیات میں شامل ہیں: سلیکن سبسٹریٹ پر اگنے والی جرمنیئم جذب کرنے والی پرت۔ چارج کیریئرز کے پی اور این رابطے جمع کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ موثر روشنی جذب کے ل Wave ویو گائڈ جوڑے۔

Epitaxial نمو: دونوں مواد کے مابین 4.2 ٪ جعلی مماثلت کی وجہ سے سلیکن پر اعلی معیار کا جرمنیئم بڑھتا ہوا چیلنج ہے۔ دو قدمی نمو کا عمل عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے: کم درجہ حرارت (300-400 ° C) بفر پرت کی نمو اور اعلی درجہ حرارت (600 ° C سے اوپر) جرمینیم کا جمع ہونا۔ یہ طریقہ جعلی مماثلتوں کی وجہ سے تھریڈنگ سندچیوتیوں کو کنٹرول کرنے میں مدد کرتا ہے۔ 800-900 ° C پر پوسٹ نمو انیلنگ مزید تھریڈنگ سندچیوتی کثافت کو تقریبا 10^7 سینٹی میٹر^-2 تک کم کردیتی ہے۔ کارکردگی کی خصوصیات: انتہائی جدید GE /SI پن فوٹو ڈیٹیکٹر حاصل کرسکتا ہے: ردعمل ،> 0.8a /W 1550 ینیم پر ؛ بینڈوتھ ،> 60 گیگا ہرٹز ؛ تاریک موجودہ ، <1 μA at -1 V تعصب۔

سلیکن پر مبنی اوپٹی الیکٹرانکس پلیٹ فارم کے ساتھ انضمام

انضمامتیز رفتار فوٹوڈیٹریکٹرزسلیکن پر مبنی آپٹ الیکٹرانکس پلیٹ فارم کے ساتھ اعلی درجے کی آپٹیکل ٹرانسیورز اور باہمی رابطوں کو قابل بناتا ہے۔ انضمام کے دو اہم طریقے مندرجہ ذیل ہیں: فرنٹ اینڈ انضمام (FEOL) ، جہاں فوٹو ڈیٹریکٹر اور ٹرانجسٹر بیک وقت ایک سلیکن سبسٹریٹ پر تیار کیے جاتے ہیں جو اعلی درجہ حرارت پروسیسنگ کی اجازت دیتے ہیں ، لیکن چپ کے علاقے کو لے رہے ہیں۔ بیک اینڈ انضمام (BEOL)۔ سی ایم اوز کے ساتھ مداخلت سے بچنے کے لئے فوٹوڈیٹریکٹر دھات کے اوپر تیار کیے جاتے ہیں ، لیکن کم پروسیسنگ درجہ حرارت تک محدود ہیں۔

چترا 2: تیز رفتار GE/SI فوٹوڈیکٹر کی ردعمل اور بینڈوتھ

ڈیٹا سینٹر کی درخواست

ہائی اسپیڈ فوٹوڈیٹریکٹر ڈیٹا سینٹر باہمی ربط کی اگلی نسل میں ایک کلیدی جزو ہیں۔ اہم ایپلی کیشنز میں شامل ہیں: آپٹیکل ٹرانسسیورز: PAM-4 ماڈلن کا استعمال کرتے ہوئے ، 100 گرام ، 400 گرام اور اس سے زیادہ شرحیں۔ aہائی بینڈوتھ فوٹوڈیکٹر(> 50 گیگا ہرٹز) ضروری ہے۔

سلیکن پر مبنی آپٹو الیکٹرانک انٹیگریٹڈ سرکٹ: ماڈیولیٹر اور دیگر اجزاء کے ساتھ ڈیٹیکٹر کا یک سنگی انضمام ؛ ایک کمپیکٹ ، اعلی کارکردگی آپٹیکل انجن۔

تقسیم شدہ فن تعمیر: تقسیم شدہ کمپیوٹنگ ، اسٹوریج ، اور اسٹوریج کے مابین آپٹیکل باہمی ربط ؛ توانائی سے موثر ، اعلی بینڈوتھ فوٹوڈیٹریکٹرز کی طلب کو آگے بڑھانا۔

مستقبل کا نقطہ نظر

انٹیگریٹڈ آپٹ الیکٹرانک ہائی اسپیڈ فوٹوڈیکٹر کا مستقبل مندرجہ ذیل رجحانات کو ظاہر کرے گا۔

اعداد و شمار کی اعلی شرح: 800 گرام اور 1.6T ٹرانسسیورز کی ترقی کو آگے بڑھانا ؛ 100 گیگا ہرٹز سے زیادہ بینڈوتھ کے ساتھ فوٹو ڈیٹیکٹر کی ضرورت ہے۔

بہتر انضمام: III-V مواد اور سلیکن کا واحد چپ انضمام ؛ اعلی درجے کی 3D انضمام ٹکنالوجی۔

نئے مواد: الٹرااسٹ لائٹ کا پتہ لگانے کے لئے دو جہتی مواد (جیسے گرافین) کی کھوج ؛ توسیعی طول موج کی کوریج کے لئے ایک نیا گروپ IV مصر۔

ابھرتی ہوئی ایپلی کیشنز: لیدر اور دیگر سینسنگ ایپلی کیشنز اے پی ڈی کی ترقی کو آگے بڑھا رہی ہیں۔ مائکروویو فوٹوون ایپلی کیشنز جس میں اعلی لکیریٹی فوٹو ڈیٹریکٹر کی ضرورت ہوتی ہے۔

تیز رفتار فوٹوڈیٹریکٹرز ، خاص طور پر جی ای یا ایس آئی فوٹوٹیکٹر ، سلیکن پر مبنی آپٹو الیکٹرانکس اور اگلی نسل کے آپٹیکل مواصلات کا ایک اہم ڈرائیور بن چکے ہیں۔ مستقبل کے ڈیٹا سینٹرز اور ٹیلی مواصلات کے نیٹ ورکس کے بڑھتے ہوئے بینڈوتھ کے تقاضوں کو پورا کرنے کے لئے مواد ، آلہ کے ڈیزائن ، اور انضمام کی ٹیکنالوجیز میں مسلسل پیشرفت اہم ہے۔ جیسے جیسے فیلڈ تیار ہوتا جارہا ہے ، ہم توقع کرسکتے ہیں کہ اعلی بینڈوتھ ، نچلے شور ، اور الیکٹرانک اور فوٹوونک سرکٹس کے ساتھ ہموار انضمام کے ساتھ فوٹو ڈیٹیکٹرز دیکھیں۔