Monokristallines Silizium wird aufgrund seiner niedrigen Kosten, seines ausgereiften Herstellungsprozesses, seiner hohen Ladungsträgermobilität und seiner Langzeitstabilität in mikroelektronischen Anwendungen weit verbreitet verwendet. Und die wachsenden Siliziumwafer, die in optoelektronischen Anwendungen wie Fotodetektoren eingesetzt werden, nehmen einen kleinen Teil ein. Monokristallines Silizium reagiert gut auf Licht im Wellenlängenbereich von 850 nm, was es zu einem idealen lichtempfindlichen Material für Bulk-Silizium-Fotodetektoren im Wellenlängenbereich von 500 nm bis 1000 nm macht. PAM-XIAMEN wächstSiliziumscheibefür Ihre Gerätefertigung. Anbei sind die spezifischen Parameter des Si-Wafers für Fotodetektoren zu Ihrer Information:
1. Züchten von Siliziumwafern für Fotodetektoren (PAM200928 – SI)
Nr. 1 P-Typ, B-dotierter Siliziumwafer
| Artikel | Si-Wafer |
| Durchmesser | 76 mm (3 Zoll) |
| Orientierung | (111), 0 +/-2⁰ |
| DER Orientierung | (110), 0+/-3⁰ |
| Typ | p-Typ, B-dotiert |
| Dicke | 600+30-60 um |
| TTV | <= 12um |
| Oberfläche fertig | Doppelseitig poliert |
| Vorderseite | R z <= 0,050 |
| Rückseite | R z <= 0,050 |
| Versetzungsdichte | <=1*101 cm-2 |
| Lebensdauer des Minoritätsträgers | >= 500 us |
| Widerstand | 7000-15000 Ohm*cm |
| Ausbreitung des Widerstands | +/-20 % |
| Anzahl Kratzer (Länge <= 400 µm, Breite <= 10 µm) | <= 5St |
| Anzahl der Lichtpunkte (im Dunkelfeld des Mikroskops bei 200-facher Vergrößerung) | <= 9St |
| Chipmenge (entlang des Umfangs des Wafers außerhalb des Arbeitsbereichs, Chipgröße <= 1 mm) | <= 5St |
| Durchmesser des Arbeitsbereichs | 70mm |
Nr. 2 N-Typ, P-dotiertes Siliziumsubstrat
| Artikel | Si-Wafer |
| Durchmesser | 76 mm (3 Zoll) |
| Orientierung | (111), 0 +/-2⁰ |
| DER Orientierung | (110), 0+/-3⁰ |
| Typ | n-Typ, P-dotiert |
| Dicke | 400 +/-20 um |
| TTV | <= 12um |
| Oberfläche fertig | Doppelseitig poliert |
| Vorderseite | R z <= 0,050 |
| Rückseite | R z <= 0,050 |
| Versetzungsdichte | <=1*101 cm-2 |
| Lebensdauer des Minoritätsträgers | >= 100 us |
| Widerstand | 150-200 Ohm*cm |
| Ausbreitung des Widerstands | +/-20 % |
| Anzahl Kratzer (Länge <= 400 µm, Breite <= 10 µm) | <= 5St |
| Anzahl der Lichtpunkte (im Dunkelfeld des Mikroskops bei 200-facher Vergrößerung) | <= 9St |
| Chipmenge (entlang des Umfangs des Wafers außerhalb des Arbeitsbereichs, Chipgröße <= 1 mm) | <= 5St |
| Ausbrüche, Furchen und Hinterschnitte sind in einem Abstand von höchstens 2-3 mm von der Kante erlaubt | |
Wachstum von Siliziumwafern: hergestellt nach dem tiegelfreien Verfahren aus polykristallinem Silizium, erhalten durch Wasserstoffreduktion von Chlorsilanen, thermische Zersetzung von Monosilan
2. Über Fotodetektoren auf Bulk-Siliziumbasis
Für Photodetektoren auf Basis von Bulk-Silizium gibt es zwei Arten von Strukturen des auf Bulk-Silizium aufgewachsenen Photodetektors:
1) Vertikaler Si-PIN-Detektor: Die Ansprechempfindlichkeit und Reaktionsgeschwindigkeit von Silizium-PIN-Detektoren mit vertikaler Struktur werden gegenseitig eingeschränkt. Um ein hohes Ansprechverhalten zu erreichen, ist eine große Lichtabsorptionslänge erforderlich, was bedeutet, dass Siliziumwafer mit einer dicken niedrig dotierten Schicht zwischen den p-Typ- und n-Typ-Schichten wachsen sollten. Dies erhöht die Laufzeit von fotogenerierten Trägern und verringert die Reaktionsgeschwindigkeit des Geräts. Wenn diese Einschränkung nicht aufgehoben wird, wird es schwierig, PDs auf Siliziumbasis mit hoher Geschwindigkeit und angemessener Reaktionsfähigkeit herzustellen.
2) Horizontaler Si-PIN-Detektor: Der PIN-Detektor mit horizontaler Struktur macht die Ausbreitungsrichtung des Lichts senkrecht zur Bewegungsrichtung der durch Licht erzeugten Ladungsträger, wodurch die Absorptionslänge des Lichts bzw. die Übergangslänge der durch Licht erzeugten Ladungsträger gesteuert wird.
Um die Geschwindigkeit von Silizium-Fotodetektoren zu verbessern, können wir die Beschränkungen der Quanteneffizienz und Reaktionsgeschwindigkeit des Detektors aufheben, eine Siliziumoberfläche mit Mikrostruktur schaffen und die totale interne Lichtreflexion an der mikrostrukturierten Siliziumoberfläche nutzen, um die Lichtabsorption zu erhöhen.
Erstellen Sie eine Resonanzhohlraum-Verstärkungsstruktur, bei der das Material des lichtabsorbierenden, ansprechenden Mediums in einem Fabry-Perot-Hohlraum platziert wird. Licht, das die Resonanzbedingungen erfüllt, schwingt in dem Hohlraum mit und wird durch Resonanz verstärkt und absorbiert. Auf diese Weise können noch dünnere lichtabsorbierende Materialien eine höhere Quanteneffizienz erreichen.
3. Entwicklung von langwelligen Photodetektoren auf Si-Basis für die optische Kommunikation und Verbindung
Siliziumwafer für Chips werden bei Wellenlängen über 1100 nm transparent und verlieren ihre Erkennungsfähigkeit, wie in der folgenden Abbildung gezeigt (Die Beziehung zwischen dem Lichtabsorptionskoeffizienten von Si und der Wellenlänge und Tiefe der Lichteindringung). Darüber hinaus macht es die geringe Bewegungsgeschwindigkeit von Ladungsträgern bei der Herstellung von Siliziumwafern für Vorrichtungen schwierig, Hochgeschwindigkeitsreaktionen zu erreichen. Daher als Reaktion auf diese Probleme, mit denen siliziumbasierte Detektoren konfrontiert sind, die für optische Kommunikation und optische Verbindung verwendet werden.
Die BeziehungunterDie Wellenlänge von Si und der Lichtabsorptionskoeffizient unddie Lichteinfall Tiefe
Die Forschungsarbeit für wachsende Silizium-Photodetektoren für die optische Kommunikation und Verbindung im In- und Ausland konzentriert sich hauptsächlich auf:
1) Entwurf neuartiger Strukturen zur Verbesserung der Leistung von Geräten (Quanteneffizienz, Rate, Rauschen) und Implementierung spezieller Anwendungen (z. B. dichtes Wellenlängenmultiplexing (DWDM);
2) Epitaxieren anderer Materialien auf Siliziumwafern, um eine langwellige Detektion zu erreichen, derzeit ist das hauptsächlich verwendete Epitaxiematerial Germanium, das ein Ge-auf-Si-Detektor ist.
Für weitere Informationen kontaktieren Sie uns bitte per E-Mail untervictorchan@powerwaywafer.com und powerwaymaterial@gmail.com.