Silic đơn tinh thể được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng vi điện tử do chi phí thấp, quy trình sản xuất trưởng thành, tính di động của chất mang cao và độ ổn định lâu dài. Và các tấm bán dẫn silicon đang phát triển được áp dụng trong các ứng dụng quang điện tử, chẳng hạn như bộ tách sóng quang, chiếm một phần nhỏ. Silic đơn tinh thể có phản ứng tốt với ánh sáng trong dải bước sóng 850nm, khiến nó trở thành vật liệu cảm quang lý tưởng cho bộ tách sóng quang silicon số lượng lớn trong dải bước sóng 500nm-1000nm. PAM-XIAMEN đang phát triểntấm siliconđể chế tạo thiết bị của bạn. Kèm theo là các thông số cụ thể của Si wafer cho bộ tách sóng quang để bạn tham khảo:

1. Phát triển tấm wafer silicon cho bộ tách sóng quang (PAM200928 – SI)

Tấm wafer silicon pha tạp B, loại P số 1

Mục	Si wafer
Đường kính	76mm (3inch)
Định hướng	(111), 0 +/-2⁰
định hướng	(110), 0+/-3⁰
Loại	loại p, pha tạp B
Độ dày	600+30-60 ô
TTV	<= 12um
Bề mặt hoàn thiện	đánh bóng hai mặt
Mặt trước	rz <= 0,050
Mặt sau	rz <= 0,050
mật độ trật khớp	<=1*101 cm-2
Tuổi thọ của người mang thiểu số	>= 500us
điện trở suất	7000-15000 Ôm*cm
Điện trở suất lan truyền	+/-20%
Số lượng vết xước (chiều dài <= 400um, chiều rộng <= 10um)	<= 5 chiếc
Số lượng điểm sáng (trong trường tối của kính hiển vi, ở độ phóng đại 200x)	<= 9 chiếc
Số lượng chip (dọc theo chu vi của wafer bên ngoài khu vực làm việc, kích thước chip <= 1mm)	<= 5 chiếc
Đường kính khu vực làm việc	70mm

 

Chất nền silicon loại N, pha tạp P số 2

Mục	Si wafer
Đường kính	76mm (3inch)
Định hướng	(111), 0 +/-2⁰
định hướng	(110), 0+/-3⁰
Loại	loại n, pha tạp P
Độ dày	400 +/-20 ô
TTV	<= 12um
Bề mặt hoàn thiện	đánh bóng hai mặt
Mặt trước	rz <= 0,050
Mặt sau	rz <= 0,050
mật độ trật khớp	<=1*101 cm-2
Tuổi thọ của người mang thiểu số	>= 100us
điện trở suất	150-200 Ôm*cm
Điện trở suất lan truyền	+/-20%
Số lượng vết xước (chiều dài <= 400um, chiều rộng <= 10um)	<= 5 chiếc
Số lượng điểm sáng (trong trường tối của kính hiển vi, ở độ phóng đại 200x)	<= 9 chiếc
Số lượng chip (dọc theo chu vi của wafer bên ngoài khu vực làm việc, kích thước chip <= 1mm)	<= 5 chiếc
Chips, gouges và undercuts được phép ở khoảng cách không quá 2-3 mm tính từ mép

 

Tăng trưởng wafer silicon: được sản xuất bằng phương pháp không dùng nồi nấu kim loại từ silic đa tinh thể thu được bằng cách khử hydro của clorosilan, phân hủy nhiệt của monosilan

2. Giới thiệu về Bộ tách sóng quang dựa trên Silicon số lượng lớn

Đối với bộ tách sóng quang dựa trên silicon số lượng lớn, có hai loại cấu trúc của bộ tách sóng quang được phát triển trên silicon số lượng lớn:

1) Máy dò PIN Si dọc: Khả năng phản hồi và tốc độ phản hồi của máy dò PIN silicon cấu trúc dọc sẽ bị hạn chế lẫn nhau. Để đạt được độ phản hồi cao, cần phải có độ dài hấp thụ ánh sáng dài, nghĩa là cần có các tấm silicon đang phát triển với lớp pha tạp thấp dày giữa lớp loại p và loại n. Điều này sẽ làm tăng thời gian vận chuyển của các sóng mang ảnh được tạo ra và giảm tốc độ phản hồi của thiết bị. Nếu hạn chế này không được dỡ bỏ, sẽ rất khó để tạo ra các PD dựa trên silicon có tốc độ cao và đáp ứng thích hợp.

2) Máy dò PIN Si ngang: Máy dò PIN có cấu trúc nằm ngang làm cho hướng truyền của ánh sáng vuông góc với hướng chuyển động của các hạt mang điện được tạo ra bằng hình ảnh, do đó kiểm soát độ dài hấp thụ của ánh sáng và độ dài chuyển tiếp của các hạt mang điện được tạo bằng hình ảnh, tương ứng.

Để cải thiện tốc độ của bộ tách sóng quang silicon, chúng ta có thể loại bỏ các hạn chế về hiệu suất lượng tử và tốc độ phản hồi của bộ tách sóng, tạo bề mặt silicon có cấu trúc vi mô và sử dụng tổng phản xạ bên trong của ánh sáng ở bề mặt silicon có cấu trúc vi mô để tăng khả năng hấp thụ ánh sáng.

Tạo cấu trúc tăng cường khoang cộng hưởng, bao gồm việc đặt vật liệu môi trường phản ứng hấp thụ ánh sáng vào khoang Fabry Perot. Ánh sáng đáp ứng các điều kiện cộng hưởng sẽ cộng hưởng trong khoang và được cộng hưởng tăng cường và hấp thụ. Bằng cách này, các vật liệu hấp thụ ánh sáng thậm chí còn mỏng hơn có thể đạt được hiệu suất lượng tử cao hơn.

3. Phát triển bộ tách sóng quang bước sóng dài dựa trên Si cho truyền thông và kết nối quang học

Tấm silicon cho chip trở nên trong suốt ở bước sóng lớn hơn 1100nm và mất khả năng phát hiện, như thể hiện trong hình dưới đây (Mối quan hệ giữa hệ số hấp thụ ánh sáng của Si với bước sóng và độ sâu của ánh sáng xuyên qua). Hơn nữa, tốc độ chuyển động thấp của các hạt mang điện trong quá trình sản xuất tấm bán dẫn silicon khiến các thiết bị khó đạt được phản ứng tốc độ cao. Do đó, để giải quyết những vấn đề này, các máy dò dựa trên silicon được sử dụng cho truyền thông quang học và kết nối quang học phải đối mặt.

Mối quan hệgiữacác bước sóng của Si và hệ số hấp thụ ánh sáng vàcác độ xuyên sáng chiều sâu

Công việc nghiên cứu phát triển bộ tách sóng quang silicon cho truyền thông quang học và kết nối trong và ngoài nước chủ yếu tập trung vào:

1) Thiết kế các cấu trúc mới để cải thiện hiệu suất của thiết bị (hiệu suất lượng tử, tốc độ, tiếng ồn) và triển khai các ứng dụng đặc biệt (chẳng hạn như ghép kênh phân chia theo bước sóng dày đặc (DWDM);

2) Epitaxing các vật liệu khác trên wafer silicon để đạt được khả năng phát hiện bước sóng dài, hiện tại vật liệu epitaxy chính được sử dụng là germanium, đây là máy dò Ge-on-Si.

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi email tạivictorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.