Puolijohdeteknologian -42 %:n välinen vastaavuus kahden heterorakennemateriaalin välillä Tämä mahdollistaa korkealaatuisen Ge-epitaksikalvon, jonka otsikkoleikkeet tässä luvussa käsittelevät uusinta Ge-valodetektoriteknologiaa. Wegin keskustelee haihtuva-kytketty Ge p-i-n -valodetektori, joka on vastuussa tällaisen laitteen vuodosta, riippuu havaituista tekijöistä, jotka rajoittavat ilmaisimen nopeutta ja joita on käsitelty. Tämän luvun tarkoituksena on myös keskustella Schottky-sulun suunnitellusta Geechanismista, joka on vastuussa korkean vuotovirran tuottamisesta sellaisessa ilmaisimessa, joka on otettu käyttöön uusien konseptien mukaisesti. käsitellä tätä kautta Schottky-esteen modulaatio esitellään Lähestymistavat perustuvat bandgap-tekniikkaan sekä Fermi-tason irrotukseen erottamalla valenssi adsorbaatti/germanium-rajapinta. Viimeaikainen teknologinen läpimurto kaikkien Group-(APD) -käytössä esitellään seuraavaksi GeSi:n valmistusprosessi ja suunnittelu APD, joka sisältää luvun, jossa on yhteenveto, joka tarjoaa lukijoille käsitellyn ytimen. Erilaisten Ge-pohjaisten valoilmaisinkaavioiden suorituskykymittaukset2 Germaniumin heteroepitaksia silicossa. Avainlaatuinen germanium(Ge)epitaksia kasvu Si:llä on kahden heterorakenteen välissä. materiaalin jännityksen on osoitettu aiheuttavan kaksi suurta säikeen siirtymää ja (2) karkeaa pinnan morfologiaa 3D Stranski-Krastanovin vuoksi (SKhentaa valoilmaisimen tehokkuutta. Nämä haasteet vaihtelevat suuressa määrin
Yksi intuitiivinen lähestymistapa on kasvattaa pii-germanium(SiGe) -kerros luokittamalla sen pitoisuus koostumuksellisella tavalla jopa 100 %. Käyttämällä matalaenergistä plasmaa tehostettua kemiallista höyrypinnoitusta Oh et al(2002) osoittivat, että jokaista 10 %:n lisäystä Ge-mooliosuudessa , linja, jokaintegraatioYrittäessään vähentää entisestään näiden aktiivisten kerrosten paksuutta, huang et al (2004) valitsivat toisen lähestymistavan, joka perustui kahden ohuen SiGe-puskurikerroksen optimointiin, joissa Ge-pitoisuus vaihteli. jota seuraa välissä oleva Si3 Geo 6s -puskuri, jonka paksuus on 04um. In-situdensity ennen kasvua 5um:n paksuinen Ge-epilayof400°CTällä lähestymistavalla kierteityshäiriöt jäävät loukkuun hetero-ntechopen.
Germanium-valotunnistintekniikat optisiin viestintäsovelluksiin0LateralWHMTime(ps6 VPD- ja LPD-ilmaisimien impulssivasteet melength of1550nm Pienempi FWHM-pulssin leveys -244saavutetaan vpd asLPD:ssä, joka vastaa -3db kaistanleveyttä silmän leveydellä' kuviot mDCA Kuvat, että vPD-tunnistimella voidaan saavuttaa korkea valokuvatunnistuksen ylösbittinopeus 85 Gb/s Puhtaat silmäkuviot havainnollistavat selvästi ilmaisimen pientä kohinaa
Suuremmat nopeuden mittaukset ovat mahdollisia parantamalla ilmaisimen geometriaa laitteen kapasitanssin pienentämiseksi5 Gb/s625Gb/s425Gb85 Gb/spatterns (PRBS 2-1ts vpd:stä biasilla -10v Ilmaisin osoitti suurta herkkyyttä ja vähäkohinaista valontunnistusta jopa 85 Gb/s bittinopeudella Ilmaisimen pieni kohinaominaisuus voidaan havainnollistaa selkeästi puhtailla silmäkuvioillantechopen
Semiconductor TechnologiesKuva 8(a) näyttää laitteen kokonaiskapasitanssin mitattuna käytettyjen käänteisjännitteiden funktiona eri ilmaisingeometrioilla. On selvää, että ilmaisimen pituuden pidentäminen kapasitanssin suuremman tehokkaan ilmaisimen ansiostaLisäksi lisäksi putoaa jyrkästi lähes tasankoja korkealla jännitteellä. Tämä johtuu depllayer-leveyden leveydestä, kun käytetty bias kasvaa. Esijännityksen lisääminen edelleen vuorottelevissan+ risteyksissä johtaisi RC-aikavakion ja aikakaistanleveyden teoreettisen mallinnuksen huomattavaan kulumiseen, mutta se johtaa heikentynyt RC-aikaisen kaistanleveyden Tmitaatio, ilmaisimen pituutta voitaisiin skaalata pienemmän kapasitanssin saavuttamiseksi kaistanleveydelle L255rR aL=75uma L=50um0004060
810121,416syötetty jännite V, (v)p+ - n+ vaihtelevia ilmaisimien pituuksia (b) Ilmaisimen pituuden pienentäminen johtaa kaistanleveyteen pienentyneen laitteen kapasitanssin vuoksi Ge-ilmaisimien vuotomekanismiin tehtiin darkIDarkin gy-analyysi (Ang et al, 2009). Tässä analyysissä, joka on mallinnettu käyttämällä seuraavaa funktionaalista muotoa, jossa t on vastuussa vuodon synnystä. darkGe p-i-n -valodetektorin riippuvuus mitattuna nousevalla lämpötila-alueella 303Kntechopenista
Germanium-valodetektoritekniikat optisiin viestintäsovelluksiin Tästä kuvasta havaitaan, että lämpötilalla on merkittävä vaikutus IDarkin käyttölämpötilaan, ja käytetty poikkeama on I9(b) -kuvaaja. Tähän kuvaajaan sopiva suora viiva antaa gradientin, joka vastaa aktivointienergia Ea Kiinteällä käänteisellä biasilla -0 5V erotetun Eg:n havaitaan olevan lähes puolet Ge bandgap -energiasta Ex, mikä osoittaa, että pimeävirtamekanismi on hallitseva. Ge epitaksiaalinen kalvo, jolla on korkea kierteiden dislokaatiotiheys. Tällaisten vikojen olemassaolon on osoitettu vaikuttavan tehokkaaseen kantoaallon eliniän mittaiseen vuotovirran lisäykseen, kuten on käsitelty aiemmin kohdassa 32 vahvuus, kuten kuvataan kuvassa 10(a). reg Eu, joka vastaa vuodon genxponentiaalisesta kasvusta pimeän virran trendissä. Tästä vastuussa oleva mekanismi on se, että sähkökenttä suurentaa kaistan taipumista, mikä johtaa parantuneeseen elektronien myynnin frgradaatioon
Esimerkiksi anthe sähkökentän voimakkuus 17kv/cm arvosta 25kv/cm lisää pimeyttä arvosta 0 27uA arvoon 044uA, mikä osoittaa yli 60 % IDorkin hajoamista(b)373Klämpötila: 296-373KE-037evlkT(ev)g 9(a) ) Pimeän virran ominaisuuksien käyrä sovelletun biasin funktiona Ge p-i-nototektorille, jonka lämpötila-alue kasvaa välillä 303 K - 373 K(b) Aktivointienergian erottaminen vuodon synnyttämiseksi käytetyn biasntechopepen funktiona
SemiconductorGe Bandgap Energy -066\045040903%035030Lämpötila: 296 K0,2000020Sähkökenttä E (kv/tyhjennysleveys W (um)Er vuotavalle sähkökentälle, mikä aiheuttaa pienenevän pimeän kentänA vähentynyt lyijyteho lisääntynyt virran sukupolvi (b)Plotlark-virran riippuvuus Ge p-i-n -valodetektorin kulumisleveydestä Wo. Wpds-arvojen skaalaus huomattavasti korkeampaan tummaan. Tällaisten kaistantraps-kaistan tunnelointivaikutuksen havaitaan osoittavan vahvaa riippuvuutta tyhjennysleveydestä WD, joka erottaa p+- ja n+-metallurgiset liitokset.
Tässä jos ge-ilmaisin on k-arvosta 06-18um. Jotta vältetään kosketuspinta-alaerot, jotka johtuvat sisäisen Gedth:n vaihtelusta, metallin geometriaa muutetaan myös siten, että metallin kokonaiskosketus on vertailukelpoinen kaikissa malleissa. Huomaa, että pienempi Wp on usein toivottavaa ilmaisimen kaistanleveyssuorituskyvyn parantamisen kannalta Kuva 10 (merkittävä tumma virta heikentää pimeän virran tiheyttä -29 %, mikä pahenee edelleen -90 %:iin, kun Wo saavuttaa arvon 0, 6 um. Tällaisen ilmiön taustalla oleva mekanismi voidaan selittää käyttämällä kuviota 11 Käytettäessä korkean kentän tilassa, laajennettu kaistanilmaisin, jolla on laaja Wp [kuva 11(b)) On myös huomionarvoista korostaa, että tumma virrantiheys alkaa tasanteella WD:lle > 13um, mikä tarkoittaa, että kaista-trapsband-tunneloinnin vaikutus vuotoon Tämä havainto viittaa siihen, että WD:n skaalauksen aikana on harkittava kompromissia kaistanleveyden parantamiseksi, koska se johtaisi selvempään pimeän virran hajoamiseen.
Germanium-valodetektoritekniikat optisiin viestintäsovelluksiina)Parannettu btE-FieldE-FieldNarrow l中Leveät Wobending-tulokset ge-kaistaleiden elektronien ja reikien tunnelointikeskuksissa. Tällaisen ilmiön on havaittu tulleen yhä näkyvämmäksi laitteissa, joissa on(a)WD verrattuna. b) Leveä WDKuitenkin näissä ilmaisimissa koettu suuri tumma virta-ongelma aiheuttaa paljon ydinvoimaa ja helpottaa huonon signaali-kohinasuhteen (SNR) saavuttamista. Tämä haittapuoli pahenee entisestään, kun käytetään kapeakaistaista materiaalia, kuten Ge, jossa korkea tummavirta johtuu pääasiassa matalasta reiän Schottky esteen korkeudesta johtuen kiinnityksestä lähellä valenssikaistaa. Edgrimentaaliset esitykset osoittivat, että Ge msm -valodetektori raastettuna, joten esiteltiin highdark cuchievoet aL, 2007) Tällainen tumma taso on aivan liian korkea hyväksyäkseen nopean vastaanottimen signaalin. sietää alle 1OuA:n vuotovirran. Tarkoituksena on ratkaista tämä ongelma käyttämällä Ge MSM -valotunnistimen vuotovirran vaimentamista
Konseptit perustuvat Schottky-esteen modulatoituun bandgap-tekniikkaan, kun Fermi-tason de-gby-segregating valenssi korjaa adsorbaattia metalli/germanium-rajapinnassa4on käyttämällä Large Bandgap -materiaalia Schottky-esteen modulaatioon tarkoitettu kaistavälimateriaali on ollut laajalti painettu Ge MsM -valotunnistimessa Oh et al(2004) raportoivat metalli-Ge-metallivalodetektorin valmistuksesta, jossa on ohut amorfinen -Ge-kerros, joka on lisätty metallin ja germaniumin rajapinnan väliin Schottky-esteen lisäämiseksi. Pimeän virran suuruusluokkien vähentäminen saavutettiin Laih et al (1998), toisaalta otettiin käyttöön amorfinen Si-kerros U-uritetussa metalli-puolijohde-metalli-valotunnistimessa tehokopen mahdollistamiseksi
Semiconductor TechnologiesTumman virran vaimennus yli kolmella suuruusluokassa orientaatio SoI-substraatin piirungon paksuus on -250 nm ja haudatun oksidin paksuus -1 um. Si-mikroaaltoputki muodostettiin ensin käyttämällä anisotrooppista kuivasyövytystä saavuttamaan suoran seinämän profiilin etenemishäviö. Sen jälkeen kuviointi puhdistettiin tavallisella piraijaliuoksella rikkihapon (H SO4)-seos, jossa on siirtoa Standardinmukaisella SCl:lla (NH, OH:H O2: H2O) ja sen jälkeen HF-viimeinen märkäpuhdistus tai saostusjärjestelmä (UHVCVD) PaistoN2 ympäristön lämpötilassa 80o Cforoksidin poisto ja sen jälkeen saostus a-5 nin Si-puskuri 530 °C:ssa Ohut SiGe-puskurikerros kerrostettiin sitten asteittaiseksi siirtymiseksi puhtaasta Si:stä puhtaaseen Ge:hen heterorajapinnassa.
Ge-siemenkerros, jonka paksuus on usein kasvatettu alhaisessa lämpötilassa 370 C:ssa ennen -30 °C:n kasvua. Esiastekaasut, disilaani huokaavat ja SiGeGe-pesurit Ge-epilässä olevat viat paljastivat todellisen vetojännityksen tasaisen jakautumisen sellaisenaan kasvaneessa Ge:ssä kalvo Sisubstraatille, joka selitti eron lämpölaajenemiskertoimessa Ge:n ja Si:n välillä jäähdytyksen aikana Metalbarrierin ja Ge-epitaksiaalikalvon(b) SEMed Ge-on-SOI MSMdetectoguide Ge-ilmaisimen tehokas laiteleveys w pituus L on 2 6um ja 52um, metallikoskettimien väli S on-lunntechopen
Germanium Photodetector Technologies for Optical Communication Applicationsm如Kosketuksen jälkeen -18nm:n kiteinen pii-hiili (Si:C) -epikerros käyttäen disilaania (Si2H6) ja laimennettua metyylisilaania (SiH3 CH3) esiastekaasuja. toimivan paineen vuotovirta samalla kun saavutetaan pieni virhetiheys heteroliitoksessa Kloori (Cl) esiaste kaasulektiivinen epitaksiaalinen kasvu Sic-kalvoon fraktioituneen moolin mitattiin olevan -1 %.Sillä välin SIMS-analyysistä saadun kokonaismäärän todettiin olevan -1 %, mikä tarkoittaa, että noin 03 % hiilestä oli sisällytetty väliaineisiin Huolimatta huomattavasta hilasta, si: Cbi-ulotteinen ja näyttää olevan hyvä kiteinen laatu, minkä vahvistaa nopea Fourier-muunnos (FFT) diffraktiometallisaatio, joka koostuu TaN/Al(250A) /6000A) ja kuviollinen poista db) näyttää mikroskooppisen (SEM) kuvan häivyttävästä kytketystä Ge-on-SOI MSM-valotunnistimesta, integroidusta sekoituksesta Ilmaisimen tehokas kaste on 2
6 um ja 52 um, vastaavasti. Valoilmaisimen metallielektrodien välinen etäisyys S määritettiin litografisesti arvoksi -1 umGE師h-01evSi WaveguidKuva 13, Ge-valoilmaisimen poikkileikkauskaavio, jossa on metalli-puolijohde-metallifiguraatiotulokset. Schottky-sulun korkeus, joka muodostaa perimmäisen syyn suuren vuotovirran syntymiselle. Kuva 13 esittää poikkileikkauskaavion MSM-konfiguroidusta Ge-valodetektoria alentavasta vaikutuksesta, Ge-ilmaisualue metallielektrodien välillä tyhjenee suuren esijännityksen vaikutuksesta. valoilmaisin voidaan sitten kuvata seuraavalla lausekkeellabbh/kTTotal"Jp missä Jp On)on heektoitu anodista (katodista) ja Ap "(An") Richardsonin vakio reiässä (elektroni) Sekä reikävirta että elektronivirta arntechopen
t
Germanium-valodetektoritekniikat optisten viestintäsovellusten käyttöliittymiin Tämä mahdollistaa merkittävän kasvun geen dislokaatiotiheyden vähentämisen. Ilmaisimien pimeän virran suorituskyvyn parantaminen vielä toisella lähestymistavalla, Colace et al (1999) ehdottivat Gen Si:n suoraa hetero-epitaksikasvua. lisäämällä tällaisia ohuita puskureita 3D SK:n kasvulle ja mahdollistaa virheellisten dislokaatioiden keskittymisen heterorajapintoihin. Tällainen lähestymistapa r
vaatii asyklisen hehkutusprosessin suorittamista sekä korkeassa että matalassa lämpötilassa (900C/780C) lämpöhehkutusmenetelmällä, Lial(1999) oli myös parantanut sekä pinnan karheutta että dislokaatiotiheyttä. alhainen kuin 23 x 106 saavutettuKuitenkin tarve korkean lämpötilan jälkeiselle epitaksian Ge-hehkutukselle syklin ajan kanssa on tärkeä. Tässä työssä Ge:n selektiivinen epitaksiaalinen kasvu pii-eristeellä (poika) suoritti erittäin korkean kemiallisen kansallisen lähestymistavan. , tässä tutkimuksessa ehdotetaan ohutta pseudolajiteltua SiGe-puskuria, jonka paksuus on -20 nm, vähentämään suurta hilan epäsopivuusjännitystä heterorakennemateriaalien välillä (kuva 1). esiastekaasut, joita käytetään laimennetun germanen (GeHa) ja puhtaan disilaanin (Si2H6) SiGe-ryhmässä. Suhteellisen ohut 370 °C:n Ge-sämpötila matalan lämpötilan kasvun vuoksi on tarkoitettu estämään adatomien kulkeutumista Si anduksen pinnalla estää 3D SK -kasvun muodostumista, mikä mahdollistaa tasaisen Ge-pinnan morfologian Kun saatiin tasainen Ge-siemenkerros, epitaksia nostettiin sitten C:hen helpottaakseen nopeampaa epitaksian kasvua halutun paksuuden saavuttamiseksi. Tätä lähestymistapaa käyttämällä on osoitettu korkealaatuinen Ge-epilerros, jonka paksuus on jopa -2um, sekä kierteityksen dislokaatiotiheys 10 cm 2 ilman korkean lämpötilan syklistä lämpöhehkutusta DOnmGeOnm Kuva 1(a) Kaaviokuva kerrospinosta suoraa hetero-epitaksiaa varten(b) Korkean resoluution TEM-mikrokuva, joka näyttää pseudo-asteittaisen tehon SiGeuffer vähentää kierteityksen dislokaatiotiheyttä Ge epilayntechopenissa
Semiconductor Technologiesa)bFieldRMS -028 nmOxid2(a) Pyyhkäisyelektronimikroskoopin (SEM) kuva, joka osoittaa erinomaisen Ge-epitaksisen kasvun ja selektiivisyyden SOl-substraatilla(b) Erinomainen Ge-pinta saavutettu, määritettynä atomivoimamikroskopialla ja AF etchs -lähestymistapalla Jokaisessa saostussyklissä ge-kasvuaikaa vältetään huolellisesti, jotta Ge-siementen nukleoitumiseen kalvolle tarvittava inkubaatioaika ei ylity. Jokaisen Ge-pinnoitusjakson jälkeen suoritetaan lyhyt etsausprosessi kloorilla (Clgas otetaan sitten käyttöön mahdollisten Ge-ydintämiskohtien poistamiseksi Tämä mahdollistaa erittäin selektiivisen Ge-epitaksiprosessin kehittämisen yhdessä korkean suorituskyvyn germanium p-i-n -valotunnistimen kanssa. Suuren kaistavälin energian perimän huonon absorptiokertoimen vuoksi piin (Si) on tiedetty olevan esteellinen valoilmaisimen toteuttamiselle. pystyy suorittamaan tehokkaita optisia ilmaisuja aallonpituuksilla, joita tavallisesti käytetään optisissa kuiduissa, pienemmässä kaistanvälienergiassa, kuten germanium(Ge), tarjotakseen suotuisan optisen absorptiokyvyn näillä aallonpituuksilla
Viimeaikainen tutkimusten edistyminen valoilmaisinteknologian kehitys on osoittanut selvästi, että Ge herättää kasvavaa kiinnostusta, koska absorptiokerroin2002) Lisäksi CMOS-valmistustekniikka tekee siitä houkuttelevan, joka mahdollistaa esittelyn lähi-infrapunavalotunnistimen (Soref, 2006) Kuitenkin pitkä absorptiopituus Ge arvossa 155 vaikea täyttää pintavalaistun fotodetektorin korkeaa kvanttitehokkuusvaatimusta Huolimatta vain 0 2A/w rajoituksesta vaatii paksun Ge:n kasvua, joka on mahdollista täyden absorption tällä pituudella. joka johtaisi lisääntyneeseen vuotovirran herkkyyteen. Vaihtoehtoisesti tämä vaatimus käyttää ntechopen
Germanium-valodetektoritekniikat optisiin viestintäsovelluksiinHyödyntämällä ilmaisimen pituutta, voidaan saavuttaa parannettu valoherkkyys. Valodetektorin suorituskykyä voidaan myös samanaikaisesti optimoida säätämällä paksuutta uudelleensiirtoaikaan. pn-konfiguraatiosta keskustellaan Suorituskyky mch pimeänä virtana, responsivit3 1 Ge-on-soI-valotunnistimen mallit ja valmistettu Ge-on-soI-valotunnistimen suunnitteluValoilmaisimet, joissa on pystysuuntaiset p-i-nt(VPD)- ja lateraaliset p-i-n(LPD)-konfiguraatiot, pesualueen paksuus (pesualueen paksuus ti-ce) määritetään yhdessä Ge-paksuuden (tce) ja implantin alueen kanssa [ Kuva 3(a) Tämän VPD-mallin leveys W ja pituus L on 8um ja 100 um, vastaavasti LPD-mallissa sekä p+ että n on muotoiltu gethe intrinsic regiolined, joka määrittää näiden vuorottelevien koskettimien etäisyyden [ kuva 3(b)
Huomaa, että tämän LPD-mallin pituus L on 20 um ja 100 um, vastaavasti. Pysty p-i-n PhotodetGNDSi WaveguideSi WaveguideSi wGSi wp+ Sip+ SiFig 3 (a) SEM-mikrovalokuva, joka näyttää geodetektorin suunnittelun, jossa on pystysuora p,teb-Gl-valokuvakonfiguraatio (teb-Gl) suunnittelu antechopenilla
Puolijohdeteknologia paksun Ge-epilthen optisen absorptiotehokkuuden vuoksi si:n ja ge:n välisen taitekertoimen eron seurauksena aaltoputki kytkeytyy Ge-absorboivaan kerrokseen, jotta optinen signaali voidaan koodata sen elevenssiin tehokkaasti. haudattu oksidi (BOX) kudosputki integroitu Ge-valodetektori alkaa OI-substraatilla, jonka päällä oleva Si-paksuus on -220 nm ja haudatun oksidin (BOX) paksuus -2um. kuivasyövytys tasaisen sivuseinäprofiilin saamiseksi, jotta lowdone voi muodostaa Si-anodit VPD-ilmaisimessa. Kohtalaisen korkea p-tyri valittu huolella anodin muodostusta varten, jotta se ei vaikuta kasvaneen Ge-epitaksikalvon laatuun. Myöhemmin suoritettu suuri annos p+-kontaa ja seostusaineet aktivoidaan käyttämällä nopeaa lämpöä 1030 C 5 sekunnin ajan hyvien Si ohmisen kontaktien saamiseksi
Kun oli kerrostettu 600 A paksuinen kenttäoksidi, joka on otettu käyttöön suojelemaan Si-pinnan huippulaatua mahdollisilta vaurioilta kemiallisen höyrypinnoitusreaktorin (UHVCVD) aiheuttamilta vaurioilta. Selektiivinen Ge-epitaksiprosessi alkoi Ge:n alhaisen lämpötilan pseudolajiteltua pii-germaniumia kerrostamalla. siemensijoitus alhaisen virhetason saavuttamiseksi Ge-kalvossa, korkean lämpötilan jälkeinen pitaksi-Ge-hehkutus, jota tyypillisesti käytetään vikojen hävittämiseen kokonaislämpöbudjetin pienentämiseksi, korkean dosktiivisen fosforin ja boori-implantteja tehtiin kosketukset, vastaavasti. Kerrosten välisen kerrostumisen jälkeen dielektrinen (ILD), kosketus ja valmistus Kuvat 3(a) ja 3(b esittävät ylhäältä katsottuna pyyhkäisyelektronimikroskoopin (SEM) kuvat VPD:stä ja LPD:stä, jotka vaikuttavat laukauskohinaan (ls) valoilmaisimessa seuraavan ilmentymävarauksen mukaisesti, B kaistanleveys, tunnistimen tumma virta, iation Huolellisesti kontrolloidussa tilanteessa, joka on jätettävä huomioimatta. Kuitenkin voimakkaan sähkökentän aiheuttama lämmöntuotto ja kytkentävirta aiheuttavat huomattavaa pimeää laukauskohinaa ja siten vaikuttavat signaalin avautumiseen.
Germanium-valodetektoritekniikat optisiin tietoliikennesovelluksiinSertical PinLateral Pin pd元=1550Applied Voltage V, (V) Kuva 4 Vpd- ja lpd-ilmaisimien ominaisuudet mitattuna vpd- ja lpd-ilmaisimien alijänniteominaisuuksilla, jotka osoittavat pimeän ilmaisimen alla. käänteisen virran suhde -4 suuruusluokkaa Fcplied bias -10 V, pimeän virran (lder) VPD:ssä mitattiin -050
7nA/um2), joka on tyypillisen 1:n alapuolella, Oua, jota pidettiin yleensä ylemmäksi imusolmukkeeksi hiin a LPdn, oli paljon korkeampi arvo -3 8uA (tai -19nA/um2)er ymmärtääkseen paremmin pimeään virtaan vaikuttavat tekijät. tiheys (Dar), tarkastellaan lauseketta, ettämiconductor diodDark missä g tarkoittaa alkuainevarausta n; luontainen kantoleveys ja tehokkaan kantoaallon käyttöikä On selvää, että tyhjennyskerroksen leveyden kasvu pimeässä virrassa on mahdollisesti tuhonnut LPD-ilmaisimessa koetun korkeamman Idorkin. Lisäksi on myös tärkeää huomata, että Iark on vahvasti riippuvainen tehokkaasta kantoaaltoaineesta. lifentrolled sekä elinikä liittyy Shockley-Read-Hall -rekombinaatioon (TsRH) ja therrier drift -aikaan avaruusvarausalueen poikki (taniini) seuraavina ajautumana
Semiconductor TechnologiesSRHand e sähkökentän voimakkuus On selvää, että käänteisten tummien virheiden tiheys Ge-epikerroksen sisällä ja epitaksin laatu olisi tärkeää vuotojen vähentämiseksi. Sovellettu käänteinen bias on myös johtanut pahenevaan pimeän virran heikkenemiseen, mikä osoittaa, että Idark on vahvasti riippuvainen sähkökentän voimakkuudesta. Tämän ilmiön lisätietoa käsitellään seuraavassa keskustelussa. optinen teho, n kvanttisuuruus, h Planckin vakio ja u germaniumissa absorboituneet frefotonit tuottavat elektroni-reikäpareja, jotka kerätään valovirraksi käytetyn sähkökentän vaikutuksesta. Tämä valovirta on lineaarisesti riippuvainen tulevasta optisesta tehosta ennen kylläisyyden saavuttamista. Vastaavasti ilmaisimen herkkyys on riippuvainen aallonpituudesta. Siksi ilmaisimen herkkyys on huomattavasti korkeampi aallonpituudella, jossa fotonienergia mahdollistaa elektroni-reikäparin muodostumisen suoran transitiaarin kautta vpd:n ja lpd:n 550 nm:n välisen vasteen kautta soluun
Tyypillinen optinen etenemishäviöSOISi-aaltoputki ja sisäänvedetty suoraan Si-nanokartioon Kun tuleva valoteho oli -300uw, optiset mittaukset osoittivat, että sekä vpd- että lpd-ilmaisimet saavuttivat valovirtatason korkeilla, yli -10 V:n biasoilla, kuva 5. vertaa tagesterestingin herkkyyttä huomatakseen, että verticPin-detektori osoitti alhaisempaa herkkyyttä verrattuna lateraaliseen Pin-detektoriin, joka estää alle -o5:n, mikä saattaa johtua parannetusta rekombinaatioprosessista vikakeskittymien suurella tiheydellä lähellä Ge-Si-heteroliitosta. Tämä on asetettu arvoHth. lisääntynyt sähköstaattinen potentiaali tyhjennyskerroksen poikki, valokuvan tuottama kantaja, avaruusvarausalue, jota voidaan parantaa ennen kuin ne voivat yhdistyä uudelleen näissä rekombinaatiokeskuksissa
Germanium-valodetektoritekniikat optisiin viestintäsovelluksiin. Yli -10 V:n esijännitteellä mitattiin vertailukelpoinen herkkyys sekä termisille että lateraalisille pin-ilmaisimille. Huolimatta siitä, että metallurginen liitos on erotettu toisistaan 0 8um, lateraalinen Pin-ilmaisin osoitti korkean absoluuttisen herkkyys -09 A/w, Mahdolliset mekanismit, jotka ovat vastuussa tällaisista syistä Ensinnäkin, suuren käänteisen biasin alla, luontainen Ge-alue (esim.
metallurgisen liitoksen välissä ja alapuolella) simuloitiin olevan täysin tyhjentynyt, mikä vahvistettiin MEDICI-laitesimulaattorilla. Kun fotoni imeytyy tuottamaan elektroni- ja reikäpareja, elektrodin keräämä valovirta. Toiseksi optinen simulaatio osoittaa, että yli 80 % SOi:stä aaltoputki imeytyy ensimmäisten 25 um:n sisällä pitkän absorptiopituuden suunnittelussa, ei esiintyvyysfotonit myötävaikuttavat korkean herkkyyden saavuttamiseen Sivusuuntainen pin-ilmaisinPystysuuntainen PIN-ilmaisinApplied Voltage V, (Vity sekä VPD- että LPD-ilmaisimeen kohdistettujen jännitteiden funktiona aallonmittauksella 1550nm3 4 Impulssivasteen ominaisuudet Valodetektorin impulssivastetta rajoittavat sekä kantoaallon siirtoaika (ja RC-aikavakio (Rc), joka voidaan mallintaa seuraavalla lausekkeellassat1enosoittaa turaationopeutta d leveys, sekä ilmaisimeen liittyvät rc-resistanssit ja kapasitanssit sen oheispiiri on auki
PuolijohdetekniikatKuten näissä yhtälöissä on kuvattu, tekijöitä, jotka säätelevät perustavanlaatuista vasteaikaa avaruusvarausalueella ja(2)laiteliitoksen kapasitanssiin Kantoaaltojen ryömintä vaikuttaa avaruusvaraukseen kohdistettu sähkökenttä, joka ilmaistaan käyttämällä missä u tarkoittaa kantoaaltoa ja E sähkökenttä Selvästikin saavutetaan sähköinen nopeus Sze(1981suuruusluokkaa 107 cm/s korkeampi kantavuus verrattuna Si:iin tekee siitä materiaalin, joka mahdollistaa todellisen RC-aikavakion. Liitoskapasitanssi (Ci), joka syntyy ionisoidut luovuttajat (Np) ja akseptorit (NA) on ilmaistu2Ntässä e tarkoittaa materiaalin permittiivisyyttä, A ilmaisimen poikkileikkauspinta-alaa ja tyhjennyskerroksen leveyttä. voi johtaa siihen, että optinen absorptio heikkenee
Jälkimmäinen lähestymistapa avaruusvarausalueen laajentamiseen Siksi Retime-vakion ja kantoaallon siirtoajan optimointi on ratkaisevan tärkeää määritettäessä ilmaisimen ylikaistanleveyden suorituskykyä, kuten seuraavalla lausekkeellaBdB(11) vaikuttavat tekijät. VPD- ja LPD-pulssivasteen nopeusmittaukset suoritettiin. Mittausten pituus Sekä ilmaisimille karakterisoidut anturit että ne siepattiin nopealla näytteenottovärähtelyllä. Kuva 6 osoittaa, että vpd-ilmaisin saavutti pienemmän futh-at-half-maximin (FWHM) pleveyden 24 4ps verrattuna tähän. LPd-ilmaisimen hieman suuremmalla FWHM:llä -28 9ps Tämä laskee kantoaallon siirtoajan, jota käytetään mittarina ilmaisimien nopeussuorituskyvyn mittaamiseen Suorittamalla nopean 3 dB:n kaistanleveyden 113 ja -101 GH, joka on saavutettu vpd- ja lpd-ilmaisimissa, resntechopen