Y7T67 旭创高速集成的硅锗探测器

更新时间:2021-03-08 10:03:29 阅读量:933

首先,他家的探测器是垂直入射的,带下划线的,可以直接点击进入链接

Y7T64 解读旭创8波长复用的探测器组件

Y7T60 解读旭创第三个750微米间距Zblock与250微米间距探测器的光学处理

Y7T58 解读旭创一个750微米间距Zblock与250微米间距探测器的光纤扇出

Y7T59 解读旭创第二个750微米间距Zblock与250微米间距探测器的变焦透镜组

垂直结构,与水平结构,各有优缺点,在Y6T363里聊的很清楚了,不赘述。 

Y6T363 垂直结构70GHz带宽的探测器

现在的高速探测器的垂直入射,用的是台面结构,为什么是台面,可以看Y6T109

Y6T109 台面探测器



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把台面的部分,局部放大, 能看到各种结构,主要是PIN型,或者插入一层雪崩层,今天先只用PIN型结构来解读旭创的思路。

能够产生通信波段吸收的有两大类材料,一是InGaAs,二是Ge锗,具体原因看2019年的这两个解析,也不赘述

Y5T60 为何探测器和电吸收调制器,加反电压,而不是正电压

Y5T135 探测器材料与截止波长



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我们现在的硅光集成方案用的多,用硅基板,或SOI基板(硅+氧化硅+硅的结构),来做探测器的话,能做独立的,也能做集成的。

如果是硅做基础衬底,三五族材料的晶格不适配,很难做,需要非常复杂的工艺,且可靠性隐患很大,要额外处理。比如下图的几个硅做衬底,三五族做吸收层的探测器。

Y7T8 IBM硅基TASE异质集成三五族工艺

Y7T45 Juniper 硅光异质键合三五族处理

Y7T53 硅光集成量子点探测器

Y6T362 窄脊型硅基异质生长InGaAs探测器

硅做衬底,锗做吸收层,就比较容易实现,但是呢,灵敏度不太好,噪声大。

原本高速探测器的垂直结构,牺牲的就是灵敏度,大家已经在想各种办法来优化灵敏度了,尤其是硅上锗的结构,就更需要优化灵敏度。

为什么高速探测器的垂直结构,需要牺牲灵敏度的性能,咱一层层剥离,看锗是吸收区域。



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对垂直入射来说,降低吸收区的面积也就是光敏面,且降低厚度,是提高速率的主要方式,原因如下,



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提高速率的必须的,那么优化的前提是不能改变吸收区的小而薄的现实。那么就有了很多方式。

一: 利用金属的反射,让那些没有被吸收的光,重新回到吸收区,提高吸收效率,也就优化了灵敏度

这里头有两小类,第一是用背入射,顶部电极做光反射层,如之前提到的设计。



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这样的话,就不需要常规的正入射的环状电极,Y6T354 解读光模块探测器电极结构



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且背入射,还能额外的刻蚀个透镜,提高一下生产的冗余量。Y6T214 解读8*50G光电封装



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或者,还是正入射,但是衬底掏个洞,镀金属,让光在底部反射。



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二: 做光栅,比如VCSEL里常用的DBR两组光栅,就是为了做反射,形成谐振腔,在探测器里做一组DBR形成光的反射,替代金属,做反射,也能提高灵敏度

做法,就是硅--氧化硅--硅--氧化硅--硅--氧化硅--硅,一层层叠加在一起,就行。



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终于要进入正题了,旭创用的就是光栅反射,优化灵敏度的原理。以前也写过。

Y6T314 背入射探测器兼容波导自回环测试的结构



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旭创的光栅,是用氧化硅来做,条形或者环形光栅,都可以。



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旭创的数字,锗的高度,450纳米,光栅的高度250纳米,光栅周期680纳米,光栅的占空比0.54


2020年的纸质版,有了,挺贵的,有兴趣的话,再买,其实读电子档也挺好的,虽然有点费劲,翻来翻去的找半天。



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