توضیحات

عنوان فارسی:

آشکارسازهای RCE سیلیکون-Cu,Ag,Au مبتنی بر اثر گسیل نوری داخلی در طول موج 1550نانو متر

عنوان انگلیسی:

Design of a silicon RCE Schottky photodetector working at 1.55 mm

مقدمه:

در این مقاله طراحی یک نوع از آشکارساز جدید که در طول موج 1.55 میکرون کار میکند و کاملا با Si سازگار است ،ارائه شده است. وسیله ساختار کاواک رزونانس بهبود یافته (RCE)است که بایک آشکارساز سیلیکونی که با اثر گسیل نوری داخلی کار میکند ، ترکیب شده است. به منظور کمی سازی عملکرد آشکارساز ، بازده کوانتومی شامل اثر نیروی تصویر به عنوان تابعی از ولتاژ بایاس محاسبه شد. علاوه بر آن مقایسه ای بین سه نوع آشکارساز سیلیکون شاتکی مختلف که لایه های فلزی طلا،نقره و مس دارند انجام شد.

معرفی

آشکارسازهای سیلیکونی در کاربردهای نور مرئی (0.400-0.700 micron) بسیار قابل قبول هستند[1] در حالیکه در کاربردهای مخابرات نوری در طول موج های 800–900 nm از حاصلضرب کم پهنای باند-بازده رنج میبرند به علت طول جذب بلند ناشی از ضریب جذب کوچک. در سیلیکون با توجه به انتقال بین باندی ،طول موج قطع 1.1 میکرون به دست میاید . بنابراین برای بدست آوردن آشکارسازی که در طول موج های 1.33-1.5 میکرون کار میکند ،ما دو کار ممکن داریم. اول اینکه از یک نیمه هادی که در محدوده طول موجی 1.5-1.3میکرون حساس است استفاده کنیم.Ge یک کاندید مناسب است که گاف انرژی مستقیم 0.8Ev دارد اما در طول موج 1550 نانومتر ضریب جذب نسبتا کوچکی دارد. در نتیجه برای ایجاد سطح هاصی از بازده کوانتومی به یک لایه فعال ضخیم از ژرمانیوم نیاز داریم. علاوه بر این رشد آن روی Si هوز چالش بزرگی از نظر هزینه و پیچیدگی دشوار میشود[2]بنابراین برای اجتماع یکپارچه و مستقیم آشکارساز در یک تراشه باید راه حل بهتری داشته باشیم تا دریافت کننده ها را با وسایل الکترونیک مجتمع کنیم.کار دوم این است که از اثر گسیل نوری داخلی روی سد شاتکی نیمه هادی – فلز استفاده کنیم[3] دیود های نوری مادون قرمز سیلیکونی که بر اساس گسیل نوری داخلی کار میکنند ،پدیده جدید نیستند و پیوندهای PtSi/p-Si در سیستم های تصویر برداری مادون قرمز استفاده شده است[4]مهمترین مزیت این وسیله ها سرعت کلید زنی بسیار زیاد آنها و ساخت آسان آنها است اما به علت شارش فوتون نشتی در لایه فلزی ،بازده کوانتومی آنها کم است.برای جلوگیری از چگالی زیاد جریان تاریکی ،به خاطر سد پتانسیل کم (0.25Ev) این وسیله در دماهای خیلی پایین (70 کلوین ) کار میکند.در دمای اتاق باید از وسایلی استفاده کرد که سد پتانسیل بالا و نزدیک انرژی فوتون داشته باشند اما بدبختانه بازده کوانتومی آنها بسیار کم است.

توجه: