خلاصه
طراحی و ساخت آشکارساز نور ژرمانیوم-روی-سیلیکون-روی-عایق (SOI) (منظور آشکارسازی با لایه های به ترتیب ژرمانیوم، سیلیکون و عایق بر روی یکدیگر) ، با تزویج میرا شونده که بطور یکپارچه مجتمع شده است و مدارات CMOS، بر روی پلات-فرم های (پایگاه های) SOI رایج با استفاده از روش مجتمع سازی 'نخست-الکترونی و سپس-فوتونی' ساخته شده است. آشکارساز نور با کارایی بالا، با یک موج بر سیلیکونی مجتمع شده، بر روی لایه همبافته جذب کننده-ژرمانیوم که بر روی یک لایه SOI بسیار نازک بطور هدفمند رشد داده شده است، نشان داده شده است. معیارهای عملکرد طراحی آشکارساز نور را که پیکربندی های PIN عمودی و جانبی را نمایان می کنند، مورد تحقیق قرار گرفته اند. زمانی که در بایاس -1.0 v کار میکند، یک آشکارساز PIN عمودی دارای جریانIdark کمتر از ∼0.57میکرو آمپر می باشد؛ در حالی که یک آشکارساز PIN جانبی مقداری کمتر از حد بالایی 1 میکروآمپری متناوب که برای گیرنده های-سرعت-بالا قابل قبول است_ دارد. پاسخدهی بسیار سریع ∼0.92 A/W، در هر دو طراحی آشکارساز به ازای طول موج 1550 نانومتر بدست آمده است، که درای بازده کوآنتومی 73% می باشد. اندازه گیری های پاسخ ضربه نشان دادند که آشکارساز PIN عمودی، در نیم-حداکثر ∼24.4 ps در یک آشکارساز PIN جانبی، به یک تمام-عرض کوچک تر افزایش پیدا می کند، که در -3 dB با پهنای باند 11.3 گیگاهرتز انجام می پذیرد. آن طور که پیداست، تاخیر زمان RC، مهم ترین عامل در پایین آوردن عملیت سرعت می باشد. به علاوه اندازه گیری طرح چشم (ترتیب باینری شبه تصادفی 2^7-1) ، دستیابی آشکار سازی نوری سرعت-بالا و کم-نویز را در سرعت ذره ای (بیت ریت) 8.5 گیگابایت بر ثانیه تحقیق می کند. همچنین مشخصه های انتقال و خروجی بسیار خوب، با مدارات مجتمع (آی سی ها) اینورتر CMOS، به اضافه عملکرد های درست منطقی، بدست آمده است. معرفی یک بادجت حرارتی اضافی (800 درجه سیلیسیوس) منتج شده از رشد همبافتی ژرمانیوم، اثر زیان آور قابل مشاهده ای کنترل کانال-کوتاه مدار اینورتر CMOS ندارد. ما همچنین، مباحث مربوط به مجتمع سازی یکپارچه را روشن سازی کرده و در مورد پتانسیل گیرنده آشکارساز-Ge/CMOS سلیکونبرای کاربردهای مخابرات ی فیبر نوری آینده، بحث خواهیم کرد.
تصادفی