Af hverju þurfum við að nota Ge sem ljósnema?

Af hverju þurfum við að nota Ge semljósnemi
1. Grunnstaðsetning: Hvers vegna er nauðsynlegt að nota Ge sem ljósnema
Í ljósleiðaratengjum úr kísil eru ljósnemar „þýðendurnir“ sem breyta ljósmerkjum aftur í rafmerki. Hins vegar hefur kísill sjálft bandbil upp á 1,12 eV og er næstum gegnsætt fyrir samskiptasviðin 1310/1550 nm, þannig að aðeins germaníum (Ge) er hægt að koma fyrir.
Ge hefur beint bandbil upp á 0,8 eV, sem nær yfir samskiptasviðið O/C, en hefur 4,2% grindarmisræmi við kísil. Rýrnunarþéttleikinn fyrir beinan vöxt er allt að 4 × 10 ⁸ cm ⁻², og myrkurstraumur er alls ekki tiltækur; Á sama tíma hefur Ge óbeint bandbil og frásogsstuðull þess er náttúrulega einni stærðargráðu lægri en InGaAs, sem er náttúrulegur veikleiki.
2. Kjarnabylting: Samþætting bylgjuleiðara brýtur flöskuhálsinn í afköstum
„Gleypnilengd = söfnunarleið burðarbylgju“ hefðbundinna lóðréttra ljósnema hefur „svörunarbandvídd“ með efri mörkum aðeins 7 GHz;
Eins og er eru helstu leiðar tækjanna skipt í þrjá flokka:
Lóðrétt pinna: Ferlið er það einfaldasta og algengasta í greininni og nær 40 Gb/s við núll skekkju og >60 GHz bandvídd;
MSM málmur hálfleiðari: Engin þörf á háhitablöndun, hægt að samþætta í bakenda, hefur mikinn dökkstraum og bandvídd yfir 40 GHz;
Háþróaðar útgáfur:Ljósnemar fyrir ferðabylgjur(TWPD) og einlínu burðarljósnemar (UTC) eru notaðir fyrir örbylgjufótónatengla, sem vega og metta ljósstraum.
3. Efniviður og handverk: Að breyta „göllum“ í kosti
Til að bregðast við misræmi í grindum og afköstum hefur iðnaðurinn þróað þroskaðar lausnir:
Tveggja þrepa epitaxíuaðferð: fyrst er lághitastigsstuðpúðalag, 30-50 nm, ræktað og síðan er hitastigið aukið til að ná markþykktinni, sem dregur úr tilfærsluþéttleikanum í ~10 ⁷ cm ⁻²;
Álagsverkfræði: Mismunur á varmaþenslustuðlum milli Ge og Si veldur 0,2% tvíása togálagi í Ge-filmunni, sem leiðir til beinnar minnkunar á bandbili úr 0,8 eV í 0,77 eV og lengingar á frásogskanti úr 1,55 μm í 1,61 μm, sem nær yfir allt C+L bandið, og jafnvel frásogsstuðullinn í L bandinu getur verið jafn mikill og hjá InGaAs;
CMOS-samþætting: Þetta er enn á könnunarstigi. Framhliðarsamþætting (FEOL) þarf að þola hátt hitastig yfir 750 ℃, en bakhliðarsamþætting (BEOL) er hitastigsvæn en án kristalundirlags og hefur ekki enn myndað sameinaða þroskaða lausn. Eins og er notar iðnaðurinn almennt blandaða leið með „90% einflís + ytri“.leysir„.“