應用於高容量、遠距離傳輸乙太網路之高速 (大於 25G bit/sec) 和高線性度累增崩潰檢光二極體之開發(1/3)

和 p-i-n 檢光二極體相比，操作在1.55 m 光波長的累增崩潰光二極體 (APD)，其具有較高 (+ ~8dB)的靈敏度並在近年來的光纖通信市場受到極大的注意。現在，操作在10 Gbit/sec 的APD 在市場上需求殷切，其主要應用就是在目前美、日等國將架設(或更新)的 10 Gbit/sec 被動光網路。然而和p-i-n檢光二極體相比， APD 因為二次電洞 (或電子) 飄移時間和累增延遲時間，其具有較慢的內部反應速度。此項速度瓶頸，也限制了繼續推進APD 的速度以滿足下世代400 Gbit/sec 乙太網路的光接收電路需求。在 400 Gbit/sec 的系統中，能夠操作在每通道速度高達25 或50 Gbit/sec 並具有高靈敏度的光接收模組是必須的。除此之外，為了能夠處理系統中可能出現的突發式信號，此接收模組除了有高速、高敏感度的特性外還需具有高線性度的表現。在此計畫中，我們將展示一種新穎、p-side 朝上的平台式APD 結構。其以In0.52Al0.48As 為累增層並具有部分空乏的吸收層設計。在此結構中，高電場的區域將會大部份局限在元件的底部中央，並不會暴露到空氣或表面。如此，並可以大幅增進元件可靠度的表現。除此之外，部分空乏的吸收層設計可以有效縮短電洞傳輸時間，增進線性度而且不會犧牲效率表現。在 APD 中為了追求> 25 Gbit/sec 高速的表現，薄的In0.52Al0.48As 累增層厚度 (< 100 nm) 是需要的。然而此舉卻會大幅增加元件的暗電流，並且可能劣化APD 的敏感度。在此計畫中我們會提出一種新的累增層設計: 混合式磊增層。此設計可以大幅緩解累增層縮薄時暗電流的增加，並改善其噪音表現。綜上所述，我們將會結合上述學校的新元件技術和索爾思公司所將支援的先進封裝技術，來展示可應用於400 (100) Gbit/sec 乙太網路且具有高線性度、高靈敏度、高速和高可靠度的光接收模組。