Monokristallint kisel används ofta i mikroelektroniska applikationer på grund av dess låga kostnad, mogna tillverkningsprocess, höga bärarmobilitet och långsiktiga stabilitet. Och de växande kiselskivorna som används i optoelektroniska applikationer, såsom fotodetektorer, tar upp en liten del. Monokristallint kisel har ett bra svar på ljus i våglängdsområdet 850nm, vilket gör det till ett idealiskt ljuskänsligt material för bulkkiselfotodetektorer i våglängdsområdet 500nm-1000nm. PAM-XIAMEN växerkiselwafersför din enhetstillverkning. Bifogade är de specifika parametrarna för Si wafer för fotodetektor för din information:
1. Växande kiselskivor för fotodetektor (PAM200928 – SI)
Nr 1 P-Typ, B-dopad silikonwafer
| Punkt | Si wafer |
| Diameter | 76 mm (3 tum) |
| Orientering | (111), 0 +/-2° |
| OF orientering | (110), 0+/-3⁰ |
| Typ | p-typ, B-dopad |
| Tjocklek | 600+30-60 um |
| TTV | <= 12um |
| Ytan färdig | Dubbel sida polerad |
| Framsida | Rz <= 0,050 |
| Baksidan | Rz <= 0,050 |
| Dislokationstäthet | <=1*101 cm-2 |
| Minoritet bärarlivstid | >= 500us |
| resistivitet | 7000-15000 Ohm*cm |
| Resistiviteten spreds | +/-20 % |
| Antal repor (längd <= 400um, bredd <= 10um) | <= 5 st |
| Antal ljuspunkter (i det mörka fältet i mikroskopet, vid en förstoring av 200x) | <= 9 st |
| Spånmängd (längs omkretsen av skivan utanför arbetsområdet, spånstorlek <= 1 mm) | <= 5 st |
| Arbetsytans diameter | 70mm |
Nr 2 N-Typ, P-dopat kiselsubstrat
| Punkt | Si wafer |
| Diameter | 76 mm (3 tum) |
| Orientering | (111), 0 +/-2° |
| OF orientering | (110), 0+/-3⁰ |
| Typ | n-typ, P-dopad |
| Tjocklek | 400 +/-20 um |
| TTV | <= 12um |
| Ytan färdig | Dubbel sida polerad |
| Framsida | Rz <= 0,050 |
| Baksidan | Rz <= 0,050 |
| Dislokationstäthet | <=1*101 cm-2 |
| Minoritet bärarlivstid | >= 100us |
| resistivitet | 150-200 Ohm*cm |
| Resistiviteten spreds | +/-20 % |
| Antal repor (längd <= 400um, bredd <= 10um) | <= 5 st |
| Antal ljuspunkter (i det mörka fältet i mikroskopet, vid en förstoring av 200x) | <= 9 st |
| Spånmängd (längs omkretsen av skivan utanför arbetsområdet, spånstorlek <= 1 mm) | <= 5 st |
| Spån, skåror och underskärningar är tillåtna på ett avstånd av högst 2-3 mm från kanten | |
Tillväxt av kiselwafer: tillverkad med den degelfria metoden av polykristallint kisel erhållet genom vätereduktion av klorsilaner, termisk sönderdelning av monosilan
2. Om Bulk Silicon baserade fotodetektorer
För bulksilikonbaserad fotodetektor finns det två typstrukturer av fotodetektorn som odlas på bulksilikon:
1) Vertikal Si PIN-detektor: Reaktionsförmågan och svarshastigheten för vertikal struktur kisel PIN-detektorer kommer att vara ömsesidigt begränsade. För att uppnå hög känslighet är det nödvändigt att ha en lång ljusabsorptionslängd, vilket innebär att det bör finnas växande kiselskivor med ett tjockt lågdopningsskikt mellan p-typ och n-typ skikt. Detta kommer att öka transporttiden för fotogenererade bärare och minska enhetens svarshastighet. Om denna begränsning inte hävs kommer det att bli svårt att producera höghastighets och lämpligt känsliga kiselbaserade PD:er.
2) Horizantal Si PIN-detektor: PIN-detektorn med en horisontell struktur gör ljusets utbredningsriktning vinkelrät mot rörelseriktningen för fotogenererade laddningsbärare, och kontrollerar därigenom absorptionslängden för ljus respektive övergångslängden för fotogenererade laddningsbärare.
För att förbättra hastigheten på kiselfotodetektorer kan vi lätta på begränsningarna för kvanteffektiviteten och svarshastigheten för detektorn, skapa en kiselyta med mikrostruktur och utnyttja den totala inre reflektionen av ljus vid den mikrostrukturerade kiselytan för att öka ljusabsorptionen.
Skapa en struktur för förbättring av resonanshåligheten, vilket innebär att placera det ljusabsorberande känsliga mediummaterialet i en Fabry Perot-kavitet. Ljus som uppfyller resonansvillkoren kommer att resonera i kaviteten och förstärkas och absorberas av resonans. På så sätt kan även tunnare ljusabsorberande material uppnå högre kvanteffektivitet.
3. Utveckling av Si-baserade fotodetektorer med lång våglängd för optisk kommunikation och sammankoppling
Kiselskivor för chips blir genomskinliga vid våglängder större än 1100nm och förlorar sin detekteringsförmåga, som visas i följande figur (Förhållandet mellan ljusabsorptionskoefficienten för Si och våglängden och djupet för ljuspenetration). Dessutom gör den låga rörelsehastigheten för laddningsbärare vid produktion av kiselskivor det svårt för enheter att uppnå höghastighetsreaktioner. Därför, som svar på dessa problem som kiselbaserade detektorer som används för optisk kommunikation och optisk sammankoppling.
Förhållandetblandde våglängden för Si och ljusabsorptionskoefficienten ochdeljusgenomträngning djup
Forskningsarbetet för att odla kiselfotodetektorer för optisk kommunikation och sammankoppling hemma och utomlands fokuserar främst på:
1) Designa nya strukturer för att förbättra prestanda hos enheter (kvanteffektivitet, hastighet, brus) och implementera speciella applikationer (såsom tät våglängdsmultiplexering (DWDM);
2) Epitaxering av andra material på kiselwafer för att uppnå långvåglängdsdetektion, för närvarande är det huvudsakliga epitaxiala materialet som används germanium, som är en Ge-on-Si-detektor.
För mer information, vänligen kontakta oss maila påvictorchan@powerwaywafer.com och powerwaymaterial@gmail.com.