ہمیں جی کو بطور فوٹو ڈیٹیکٹر کیوں استعمال کرنا پڑتا ہے۔

ہمیں جی کو بطور a کیوں استعمال کرنا ہے۔فوٹو ڈیٹیکٹر
1، بنیادی پوزیشننگ: جی کو بطور فوٹو ڈیٹیکٹر استعمال کرنا کیوں ضروری ہے۔
سلیکون آپٹیکل لنکس میں، فوٹو ڈیٹیکٹر "مترجم" ہیں جو آپٹیکل سگنلز کو دوبارہ برقی سگنلز میں تبدیل کرتے ہیں۔ تاہم، خود سلیکون کا بینڈ گیپ 1.12 eV ہے اور یہ تقریباً 1310/1550 nm کمیونیکیشن بینڈ کے لیے شفاف ہے، اس لیے صرف جرمینیم (Ge) متعارف کرایا جا سکتا ہے۔
Ge کے پاس 0.8 eV کا براہ راست بینڈ گیپ ہے، جو کمیونیکیشن O/C بینڈ کا احاطہ کرتا ہے، لیکن اس میں سلیکون کے ساتھ 4.2% جعلی مماثلت ہے۔ براہ راست نمو کے لیے نقل مکانی کی کثافت 4 × 10 ⁸ سینٹی میٹر ⁻ ² تک زیادہ ہے، اور تاریک کرنٹ مکمل طور پر دستیاب نہیں ہے۔ ایک ہی وقت میں، Ge میں بالواسطہ بینڈ گیپ ہے، اور اس کا جذب گتانک قدرتی طور پر InGaAs سے کم شدت کا ایک آرڈر ہے، جو کہ ایک قدرتی کمزوری ہے۔
2، بنیادی پیش رفت: ویو گائیڈ انضمام کارکردگی کی رکاوٹ کو توڑ دیتا ہے۔
روایتی عمودی واقعات والے فوٹو ڈیٹیکٹرز کے "جذب کی لمبائی = کیریئر جمع کرنے کا راستہ" میں "رسپانسیویٹی بینڈوڈتھ" سیسا ہے، جس کی بالائی حد صرف 7GHz ہے۔
فی الحال، مرکزی دھارے کے آلات کے راستوں کو تین اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے:
عمودی پن: یہ عمل صنعت میں سب سے آسان اور مرکزی دھارے میں سے ہے، 40Gb/s @ صفر تعصب اور>60GHz بینڈوتھ کو حاصل کرتا ہے۔
MSM میٹل سیمی کنڈکٹر میٹل: ہائی ٹمپریچر ڈوپنگ کی ضرورت نہیں، بیک اینڈ میں ضم کیا جا سکتا ہے، زیادہ گہرا کرنٹ ہے، اور 40GHz سے زیادہ کی بینڈوتھ؛
اعلی درجے کی مختلف قسمیں:ٹریولنگ ویو فوٹو ڈیٹیکٹر(TWPD) اور سنگل لائن کیریئر فوٹو ڈیٹیکٹرز (UTC) مائیکرو ویو فوٹون لنکس کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں، ہائی بینڈوڈتھ اور ہائی سنترپتی فوٹو کرنٹ کو متوازن کرتے ہیں۔
3، مواد اور دستکاری: 'خرابیوں' کو فوائد میں تبدیل کرنا
جعلی مماثلت اور کارکردگی کی کوتاہیوں کے جواب میں، صنعت نے بالغ حل تیار کیے ہیں:
دو قدمی ایپیٹیکسی طریقہ: سب سے پہلے، 30-50nm کی کم درجہ حرارت والی بفر پرت اگائی جاتی ہے، اور پھر ہدف کی موٹائی تک پہنچنے کے لیے درجہ حرارت کو بڑھایا جاتا ہے، جس سے نقل مکانی کی کثافت کو ~10 ⁷ سینٹی میٹر ⁻ ² تک کم کیا جاتا ہے۔
سٹرین انجینئرنگ: Ge اور Si کے درمیان تھرمل ایکسپینشن گتانک میں فرق Ge فلم میں 0.2% بائی ایکسیل ٹینسل سٹرین کا سبب بنے گا، جس کے نتیجے میں براہ راست بینڈ گیپ میں 0.8 eV سے 0.77 eV تک کمی آئے گی اور جذب کنارہ کی توسیع 1.515 m+1m سے پورے C.515m+L بینڈ تک اور یہاں تک کہ L بینڈ میں جذب گتانک بھی InGaAs سے مماثل ہو سکتا ہے۔
CMOS انضمام: یہ ابھی بھی تحقیقی مرحلے میں ہے۔ فرنٹ اینڈ انٹیگریشن (FEOL) کو 750 ℃ ​​سے زیادہ اعلی درجہ حرارت کو برداشت کرنے کی ضرورت ہے، جبکہ بیک اینڈ انٹیگریشن (BEOL) درجہ حرارت دوستانہ ہے لیکن کرسٹل سبسٹریٹس کے بغیر، اور اس نے ابھی تک ایک متفقہ بالغ حل نہیں بنایا ہے۔ فی الحال، صنعت عام طور پر "90% سنگل چپ + بیرونی" کا مخلوط راستہ اختیار کرتی ہےلیزر"