Нова технологијатанки силицијум фотодетецтор
Структуре за хватање фотона користе се за унапређење апсорпције светлости у танкомСилицонски фотодетектори
Фотонски системи брзо добијају вуку у многим апликацијама у настајању, укључујући оптичке комуникације, лидар сензују и медицинско снимање. Међутим, широко усвајање фотоника у будућим инжењерским решењима зависи од трошкова производњефотодетектори, што заузврат у великој мјери зависи од врсте полуводича који се користи у ту сврху.
Традиционално, Силицијум (СИ) је најприсутнији полуводич у индустрији електронике, толико да је већина индустрија сазрела око овог материјала. Нажалост, СИ има релативно слабу коефицијент апсорпције светлости у блиској инфрацрвеној (НИР) спектру у поређењу с другим полуводичима као што су Галлиум Арсенид (ГААС). Због тога, ГААС и сродне легуре успевају у фотоским апликацијама, али нису компатибилне са традиционалним комплементарним процесима метала-оксида полуводича (ЦМОС) који се користе у производњи већине електронике. То је довело до оштрог пораста трошкова производње.
Истраживачи су осмислили начин да увелике побољшају апсорпцију у силикону, што би могло довести до смањења трошкова у високим перформансима Фотонским уређајима и истраживачки тим УЦ ДАВИС-а пионира нову стратегију како би се у великој мери побољшало у великој мери за уношење апсорпције светлости у силицијумним танким филмовима. У свом последњем раду на напредном фотонику Некус, први пут демонстрирају експерименталну демонстрацију фотодетерка заснованог на силикону са микро-нано-нано-нано-нано-нано-нано-нано-нано-површинским структурама, постизање невиђених побољшања перформанси упоредиво са гааса и осталим ИИИ-В групним полуводичима. Фотодетецтор састоји се од цилиндричне силицијумске плоче на микронској густини постављеном на изолационом подлогу, са металним "прстима" који се протеже у моди Финге-вилица из контактног метала на врху тањира. Оно што је важно, квргави силицијум је испуњен кружним рупама распоређеним у периодичном обрасцу који делује као фотона за снимање фотографија. Свеукупна структура уређаја узрокује да се нормално свјетло за инцидент савију за готово 90 ° када погоди површину, омогућавајући да се бочно шири у авиону СИ. Ови модуси бочних ширења повећавају дужину путовања светлости и ефективно је успори, што доводи до више интеракција о светлоши и на тај начин повећана апсорпција.
Истраживачи су такође спровели оптичке симулације и теоријске анализе како би боље разумели ефекте фотона са хватањем фотона и спровели неколико експеримената у поређењу са фотографијама и без њих. Открили су да је снимање фотона довело до значајног побољшања ефикасности апсорпције широкопојасне апликације у НИР спектру, боравак изнад 68% са врхом од 86%. Вриједно је напоменути да је у блиском инфрацрвеном опсегу, коефицијент апсорпције фотодетецтор фотоонског хватања неколико пута већи од оног обичног силицијума, веће на галијум арсенид. Поред тога, иако је предложени дизајн за силиконске плоче од 1 уМ дебело силиконске плоче, симулације од 30 нМ и 100 Нм Силицијумних филмова компатибилних са ЦМОС Елецтроницс показује сличне побољшане перформансе.
Све у свему, резултати ове студије показују обећавајућу стратегију за унапређење перформанси фотодетектора на бази силицијума у апликацијама у настајању. Висока апсорпција се може постићи чак и у ултра танким силицијумским слојевима, а паразитски капацитет круга може се задржати ниско, што је критично у системима велике брзине. Поред тога, предложени метод је компатибилан са модерним процесима производње ЦМОС-а и због тога је потенцијал револуционизања начина на који је оптоелектроника интегрисана у традиционалне кругове. То би заузврат могло утрљати пут за значајне скокове у приступачним ултрафастним рачунарским мрежама и технологијом за снимање.
Вријеме поште: Нов-12-2024