Teknologia berriasilizio fotodetektore mehea
Photon ateratzeko egiturak argiak xurgatzeko meheetan hobetzeko erabiltzen diraSiliziozko fotodetektoreak
Sistema fotonikoek azkar lortzen ari dira sortzen ari diren aplikazio ugaritan, komunikazio optikoak, lidar sentsazioa eta mediku irudiak barne. Hala ere, etorkizuneko ingeniaritzako soluzioetan fotonikaren adopzio zabala fabrikazioaren kostuaren araberakoa dafotodetektoreakHori dela eta, horretarako, horretarako erabilitako erdieroale motaren araberakoa da.
Tradizionalki, Silicon (SI) izan da elektronika industriako erdieroaleen nonahikoena, hainbeste industria gehienek material horren inguruan heldu izana. Zoritxarrez, SIk argi xurgapen koefiziente nahiko ahula du infragorriko (NIR) espektroan, Gallium Arsenide (GAAS) bezalako beste erdieroaleekin alderatuta. Hori dela eta, Gaas eta erlazionatutako aleazioak aplikazio fotonikoetan hazten ari dira, baina ez dira bateragarriak elektronika gehienen ekoizpenean erabilitako metalezko oxidoen erdieropen osagarriekin (CMOS). Horrek fabrikazio kostuak handitzea eragin zuen.
Ikertzaileek silizioan infragorriko xurgapena asko hobetzeko modua diseinatu dute, eta horrek errendimendu handiko gailu fotonikoetan kostuak murriztu ditzake eta UC Davis ikerketa talde batek estrategia berri bat aitzindaria da silizio meheetan argi xurgapena hobetzeko. Nexus fotonika aurreratuetako azken paperean erakusten dute lehen aldiz silizioan oinarritutako fotodetoctor baten erakustaldi esperimentala, mikro-eta nano-gainazaleko egituretan, aurrekaririk gabeko errendimenduaren hobekuntzak lortuz gaas eta beste III-V taldearen erdieroaleekin konparatzeko. Fotodetektorea substratu isolatzaile batean kokatutako mikro lodi zilindriko plaka batek osatzen du, metalezko "behatzak" hatz-sardexkaren moda plakaren goiko aldean. Garrantzitsua da, silizio lumpy foton harrapaketa gune gisa jarduten duen eredu periodiko batean antolatutako zulo zirkularraz betetzen da. Gailuaren egitura orokorrak normalean gertatutako argia ia 90 ° -ra okertzea eragiten du gainazalera jotzen duenean, SI planoan zehar lateralki hedatzeko aukera emanez. Alboko hedapen modu hauek argiaren bidaia luzea handitzen dute eta modu eraginkorrean moteldu egiten dute, argi-argi eta garbi, beraz, xurgapena handitu da.
Ikerlariek simulazio optikoak eta analisi teorikoak ere egin zituzten, fotoi harrapaketa egituren eraginak hobeto ulertzeko eta hainbat esperimentu egin zituzten fotodetektoreekin konparatuz eta haiekin gabe. Aurkitu zuten fotoi harrapaketak banda zabaleko xurgapen eraginkortasunean hobekuntza handia ekarri zuela NIr espektroan,% 68tik gorakoa% 86ko gailurrarekin. Azpimarratzekoa da infragorriko banda hurbilean, fotoiaren harrapaketa-fotodetektorea xurgatze-koefizientea silizio arruntarena baino hainbat aldiz handiagoa dela, galio arsenidea gaindituz. Horrez gain, proposatutako diseinua 1μm lodierako silikon plaketarako da, CMOS Electronics-ekin bateragarriak diren 30 nm eta 100 nm silikoko filmek antzeko errendimendu hobetua erakusten dute.
Oro har, azterketa honen emaitzek fotonika sortzen ari diren aplikazioetan silizioetan oinarritutako foto hautektoreen errendimendua hobetzeko estrategia oparoa erakusten dute. Xurgapen handia lor daiteke silikona ultra-geruza meheetan eta zirkuituaren ahalmen parasitikoa baxua mantendu daiteke, abiadura handiko sistemetan kritikoa dena. Gainera, proposatutako metodoa CMOS fabrikazio prozesu modernoekin bateragarria da eta, beraz, optoelektronika zirkuitu tradizionaletan integratzeko modua iraultzeko potentziala du. Horrek, era berean, irtenbide garrantzitsuak lortzeko bidea ireki dezake ordenagailu sare eta irudi teknologiko merkean.
Ordua: 2012ko azaroaren 12a