Il silicio monocristallino è ampiamente utilizzato nelle applicazioni microelettroniche grazie al suo basso costo, al processo di produzione maturo, all'elevata mobilità del vettore e alla stabilità a lungo termine. E i wafer di silicio in crescita applicati nelle applicazioni optoelettroniche, come il fotorilevatore, occupano una piccola parte. Il silicio monocristallino ha una buona risposta alla luce nell'intervallo di lunghezze d'onda di 850 nm, rendendolo un materiale fotosensibile ideale per fotorilevatori di silicio sfusi nell'intervallo di lunghezze d'onda di 500 nm-1000 nm. PAM-XIAMEN sta crescendowafer di silicioper la fabbricazione del tuo dispositivo. In allegato sono riportati i parametri specifici di Si wafer per fotorilevatore per vostra informazione:

1. Wafer di silicio in crescita per fotorilevatore (PAM200928 – SI)

N. 1 wafer di silicio di tipo P, drogato B

Voce	Si wafer
Diametro	76 mm (3 pollici)
Orientamento	(111), 0 +/-2⁰
DI orientamento	(110), 0+/-3⁰
Tipo	tipo p, drogato B
Spessore	600+30-60 mm
TTV	<= 12um
Superficie finita	Doppio lato lucido
Fronte	Rz <= 0,050
lato posteriore	Rz <= 0,050
Densità di dislocazione	<=1*101cm-2
Minority vita carrier	>= 500us
resistività	7000-15000 Ohm*cm
Diffusione della resistività	+/-20%
Quantità graffi (lunghezza <= 400um, larghezza <= 10um)	<= 5 pz
Numero di punti luce (nel campo oscuro del microscopio, con un ingrandimento di 200x)	<= 9 pezzi
Quantità di trucioli (lungo il perimetro del wafer fuori dall'area di lavoro, dimensione dei trucioli <= 1 mm)	<= 5 pz
Diametro dell'area di lavoro	70 millimetri

 

N. 2 substrato di silicio di tipo N, drogato P

Voce	Si wafer
Diametro	76 mm (3 pollici)
Orientamento	(111), 0 +/-2⁰
DI orientamento	(110), 0+/-3⁰
Tipo	tipo n, drogato P
Spessore	400 +/-20um
TTV	<= 12um
Superficie finita	Doppio lato lucido
Fronte	Rz <= 0,050
lato posteriore	Rz <= 0,050
Densità di dislocazione	<=1*101cm-2
Minority vita carrier	>= 100us
resistività	150-200 Ohm*cm
Diffusione della resistività	+/-20%
Quantità graffi (lunghezza <= 400um, larghezza <= 10um)	<= 5 pz
Numero di punti luce (nel campo oscuro del microscopio, con un ingrandimento di 200x)	<= 9 pezzi
Quantità di trucioli (lungo il perimetro del wafer fuori dall'area di lavoro, dimensione dei trucioli <= 1 mm)	<= 5 pz
Sono ammesse scheggiature, sgorbie e sottosquadri a una distanza non superiore a 2-3 mm dal bordo

 

Crescita del wafer di silicio: prodotto con il metodo senza crogiolo da silicio policristallino ottenuto mediante riduzione dell'idrogeno dei clorosilani, decomposizione termica del monosilano

2. Informazioni sui fotorivelatori a base di silicio sfuso

Per il fotorilevatore a base di silicio sfuso, esistono due tipi di strutture del fotorilevatore cresciuto su silicio sfuso:

1) Rilevatore PIN Si verticale: la reattività e la velocità di risposta dei rilevatori PIN in silicio a struttura verticale saranno reciprocamente vincolate. Per ottenere un'elevata reattività, è necessario avere una lunga lunghezza di assorbimento della luce, il che significa che dovrebbero esserci wafer di silicio in crescita con uno spesso strato a basso drogaggio tra gli strati di tipo p e di tipo n. Ciò aumenterà il tempo di transito dei vettori generati da foto e ridurrà la velocità di risposta del dispositivo. Se questo vincolo non viene rimosso, sarà difficile produrre PD basati su silicio ad alta velocità e adeguatamente reattivi.

2) Rilevatore PIN Si orizzontale: il rilevatore PIN con una struttura orizzontale rende la direzione di propagazione della luce perpendicolare alla direzione di movimento dei portatori di carica fotogenerati, controllando così rispettivamente la lunghezza di assorbimento della luce e la lunghezza di transizione dei portatori di carica fotogenerati.

Per migliorare la velocità dei fotorivelatori al silicio, possiamo alleviare i vincoli sull'efficienza quantica e sulla velocità di risposta del rivelatore, creare una superficie di silicio con microstruttura e utilizzare la riflessione interna totale della luce sulla superficie di silicio microstrutturata per aumentare l'assorbimento della luce.

Creare una struttura di miglioramento della cavità risonante, che prevede il posizionamento del materiale medio reattivo che assorbe la luce in una cavità Fabry Perot. La luce che soddisfa le condizioni di risonanza risuonerà nella cavità e sarà potenziata e assorbita dalla risonanza. In questo modo, anche i materiali più sottili che assorbono la luce possono ottenere una maggiore efficienza quantica.

3. Sviluppo di fotorivelatori a lunghezza d'onda lunga basati su Si per la comunicazione ottica e l'interconnessione

I wafer di silicio per chip diventano trasparenti a lunghezze d'onda superiori a 1100 nm e perdono la capacità di rilevamento, come mostrato nella figura seguente (La relazione tra il coefficiente di assorbimento della luce di Si e la lunghezza d'onda e la profondità di penetrazione della luce). Inoltre, la bassa velocità di movimento dei portatori di carica nella produzione di wafer di silicio rende difficile per i dispositivi ottenere reazioni ad alta velocità. Pertanto, in risposta a questi problemi affrontati dai rilevatori a base di silicio utilizzati per la comunicazione ottica e l'interconnessione ottica.

Il rapportotraIL lunghezza d'onda di Si e il coefficiente di assorbimento della luce eil penetrazione della luce profondità

Il lavoro di ricerca per la crescita del fotorivelatore al silicio per la comunicazione ottica e l'interconnessione in patria e all'estero si concentra principalmente su:

1) Progettare nuove strutture per migliorare le prestazioni dei dispositivi (efficienza quantistica, velocità, rumore) e implementare applicazioni speciali (come il multiplexing a divisione di lunghezza d'onda densa (DWDM);

2) Epitaxing di altri materiali su wafer di silicio per ottenere il rilevamento di lunghezze d'onda lunghe, attualmente il principale materiale epitassiale utilizzato è il germanio, che è un rivelatore Ge-on-Si.

Per ulteriori informazioni, si prega di contattarci e-mail avictorchan@powerwaywafer.com e powerwaymaterial@gmail.com.