ហេតុអ្វីបានជាយើងត្រូវប្រើ Ge ជា...ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ
1. ការកំណត់ទីតាំងមូលដ្ឋាន៖ ហេតុអ្វីបានជាចាំបាច់ត្រូវប្រើ Ge ជាឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ
នៅក្នុងតំណភ្ជាប់អុបទិកស៊ីលីកុន ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺគឺជា "អ្នកបកប្រែ" ដែលបំលែងសញ្ញាអុបទិកត្រឡប់ទៅជាសញ្ញាអគ្គិសនីវិញ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ស៊ីលីកុនខ្លួនវាមានគម្លាតកម្រិតបញ្ជូន 1.12 eV ហើយស្ទើរតែថ្លាចំពោះក្រុមទំនាក់ទំនង 1310/1550 nm ដូច្នេះមានតែ germanium (Ge) ប៉ុណ្ណោះដែលអាចត្រូវបានណែនាំ។
Ge មានគម្លាតកម្រិតបញ្ជូនដោយផ្ទាល់ 0.8 eV ដែលគ្របដណ្ដប់លើកម្រិតបញ្ជូន O/C ទំនាក់ទំនង ប៉ុន្តែមានភាពមិនស៊ីគ្នានៃបន្ទះស៊ីលីកុន 4.2%។ ដង់ស៊ីតេនៃការផ្លាស់ទីតាំងសម្រាប់ការលូតលាស់ដោយផ្ទាល់គឺខ្ពស់ដល់ 4 × 10 ⁸ cm ⁻ ² ហើយចរន្តងងឹតមិនអាចប្រើបានទាំងស្រុងទេ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ Ge មានគម្លាតកម្រិតបញ្ជូនដោយប្រយោល ហើយមេគុណស្រូបយករបស់វាគឺទាបជាង InGaAs មួយលំដាប់ ដែលជាចំណុចខ្សោយដោយធម្មជាតិ។
2、 របកគំហើញស្នូល៖ ការរួមបញ្ចូល waveguide បំបែកឧបសគ្គនៃដំណើរការ
“ប្រវែងស្រូបយក = ផ្លូវប្រមូលរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុក” នៃឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺបញ្ឈរបែបប្រពៃណីមានប្រេកង់ “កម្រិតបញ្ជូនឆ្លើយតប” ដែលមានដែនកំណត់ខាងលើត្រឹមតែ 7GHz ប៉ុណ្ណោះ។
បច្ចុប្បន្ននេះ ផ្លូវឧបករណ៍សំខាន់ៗត្រូវបានបែងចែកជាបីប្រភេទ៖
ម្ជុលបញ្ឈរ៖ ដំណើរការនេះគឺជាដំណើរការសាមញ្ញបំផុត និងជាចម្បងនៅក្នុងឧស្សាហកម្ម ដោយសម្រេចបាន 40Gb/s @ សូន្យលំអៀង និង >60GHz bandwidth;
លោហៈធាតុ MSM លោហៈធាតុពាក់កណ្តាលចរន្ត៖ មិនចាំបាច់ប្រើសារធាតុដូបនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ទេ អាចបញ្ចូលទៅក្នុងផ្នែកខាងក្រោយ មានចរន្តងងឹតខ្ពស់ និងកម្រិតបញ្ជូនលើសពី 40GHz;
វ៉ារ្យ៉ង់កម្រិតខ្ពស់៖ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺរលកធ្វើដំណើរ(TWPD) និងឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺផ្ទុកខ្សែតែមួយ (UTC) ត្រូវបានប្រើសម្រាប់តំណហ្វូតុងមីក្រូវ៉េវ ដោយធ្វើឲ្យមានតុល្យភាពរវាងកម្រិតបញ្ជូនទិន្នន័យខ្ពស់ និងចរន្តហ្វូតតិត្ថិភាពខ្ពស់។
៣. សម្ភារៈ និងសិប្បកម្ម៖ ប្រែក្លាយ «ចំណុចខ្វះខាត» ទៅជាគុណសម្បត្តិ
ដើម្បីឆ្លើយតបទៅនឹងភាពមិនស៊ីគ្នានៃបណ្តាញ និងចំណុចខ្វះខាតនៃការអនុវត្ត ឧស្សាហកម្មនេះបានបង្កើតដំណោះស្រាយចាស់ទុំ៖
វិធីសាស្ត្រ Epitaxy ពីរជំហាន៖ ទីមួយ ស្រទាប់ទ្រនាប់សីតុណ្ហភាពទាបទំហំ 30-50 nm ត្រូវបានដាំដុះ ហើយបន្ទាប់មកសីតុណ្ហភាពត្រូវបានបង្កើនដើម្បីឈានដល់កម្រាស់គោលដៅ ដោយកាត់បន្ថយដង់ស៊ីតេនៃការផ្លាស់ទីលំនៅមកត្រឹម ~10 ⁷ សង់ទីម៉ែត្រ ⁻ ²;
វិស្វកម្មសំពាធ៖ ភាពខុសគ្នានៃមេគុណពង្រីកកម្ដៅរវាង Ge និង Si នឹងបង្កឱ្យមានសំពាធសង្កត់ទ្វេអ័ក្ស 0.2% នៅក្នុងខ្សែភាពយន្ត Ge ដែលបណ្តាលឱ្យមានការកាត់បន្ថយគម្លាតក្រុមដោយផ្ទាល់ពី 0.8 eV មកត្រឹម 0.77 eV និងការពង្រីកគែមស្រូបយកពី 1.55 μm មកត្រឹម 1.61 μm ដែលគ្របដណ្ដប់លើក្រុម C+L ទាំងមូល ហើយសូម្បីតែមេគុណស្រូបយកនៅក្នុងក្រុម L អាចផ្គូផ្គងនឹង InGaAs;
ការរួមបញ្ចូល CMOS៖ វានៅតែស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលរុករក។ ការរួមបញ្ចូលផ្នែកខាងមុខ (FEOL) ត្រូវទប់ទល់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់លើសពី 750 ℃ ខណៈពេលដែលការរួមបញ្ចូលផ្នែកខាងក្រោយ (BEOL) មានភាពធន់នឹងសីតុណ្ហភាព ប៉ុន្តែគ្មានស្រទាប់គ្រីស្តាល់ ហើយមិនទាន់បានបង្កើតដំណោះស្រាយចាស់ទុំរួមនៅឡើយទេ។ បច្ចុប្បន្ននេះ ឧស្សាហកម្មជាទូទៅទទួលយកផ្លូវចម្រុះនៃ "90% បន្ទះឈីបតែមួយ + ខាងក្រៅ"ឡាស៊ែរ« ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២៣ ខែមិថុនា ឆ្នាំ ២០២៦