» :: برق 114. مجتمع سازی یکپارچه بادجت کم-حرارتی آشکارساز نوری Ge-on-SOI با تزویج فانی شونده بر چهر پلات-فرم CMOS سیلیکونی
انجمن سازی یکپارچه بادجت کم-حرارتی آشکارساز نوری Ge-on-SOI با تزویج میرا شونده حرف روی پلات-فرم CMOS سیلیکونی
چکیده__طراحی و ساخت آشکارساز پرتو ژرمانیوم-روی-سیلیکون-روی-عایق (SOI) (منظور آشکارسازی حرف لایه های به ترتیب ژرمانیوم، سیلیکون و عایق بر روی یکدیگر)، با تزویج میرا شونده که بطور یکپارچه مجتمع شده است و مدارات CMOS، بر روی پلات-فرم های (پایگاه های) SOI رایج با استفاده از روش مجتمع سازی "نخست-الکترونی و سپس-فوتونی" ساخته شده است. آشکارساز پرتو با کارایی بالا، با یک موجبر سیلیکونی انجمن شده، بر روی لایه همبافته جذب کننده-ژرمانیوم که بر روی یک لایه SOI بسیار نازک بطور هدفمند رشد داده شده است، نشان داده شده است. معیارهای عملکرد طراحی آشکارساز نور را که پیکربندی های PIN عمودی و جانبی را نمایان می کنند، مورد تحقیق رسم گرفته اند. زمانی که در بایاس -1.0 v پیشه می کند، یک آشکارساز PIN عمودی دارای جریان Idark کمتر از ∼0.57میکرو آمپر باده باشد؛در حالی که یک آشکارساز PIN جانبی مقداری کمتر از حد بالایی 1 میکروآمپری متناوب _که برای گیرنده های-سرعت-بالا قابل قبول است_ دارد. پتواز دهی انبوه سریع ∼0.92 A/W، در هر دو طراحی آشکارساز به ازای طول موج 1550 نانومتر بدست آمده است، که درای بازده ی کوآنتومی 73% می باشد. اندازه گیری های پتواز زدن نشان دادند که آشکارساز PIN عمودی، در نیم-حداکثر ∼24. 4 ps در یک آشکارساز PIN جانبی، به سمت یک تمام-عرض کوچک خیس افزایش پیدا می کند، که در -3 dB با پهنای باند 11. 3 گیگاهرتز انجام می پذیرد. آن طور که پیداست، تاخیر زمان RC، مهم ترین عامل در پایین اتیان عملیت تعجیل می باشد. به علاوه اندازه گیری الگو چشم (ترتیب باینری شبه s 2^7-1)، دستیابی آشکار سازی نوری سرعت-بالا و کم-نویز را در سرعت ذره ای (بیت ریت) 8.5 گیگابایت بر ثانیه تحقیق می کند. همچنین ویژگی های انتقال و برونداد بسیار خوب، با مدارات مجتمع (آی سی ها) اینورتر CMOS، به اضافه عملکرد های درست منطقی، بدست آمده است. معرفی یک بادجت حرارتی اضافی (800 پایه سیلیسیوس) منتج شده از رویش همبافتی ژرمانیوم، اثر زیان آور قابل مشاهده ای کنترل کانال-کوتاه مدار اینورتر CMOS ندارد. ما همچنین، مباحث مربوط به مجتمع سازی یکپارچه را مشعشع سازی کرده و باب مورد پتانسیل گیرنده آشکارساز-Ge/CMOS سلیکون برای کاربردهای مخابراتی فیبر نوری آینده، بحث خواهیم کرد.