硅基锗探测器具有CMOS兼容性好、传输速度高、灵敏度高、响应速度快、尺寸小、功耗低等优点。按照光入射方式不同来划分,硅基锗探测器可以分为面入射、波导耦合两大类。其中,硅基锗波导光电探测器可以与其他光波导器件进行集成,能够应用在片上光互连领域。
在5G、云计算、人工智能等产业迅速发展下,数据产生量爆发式增长,大容量、高传输速度、低功耗的光通信技术成为主流趋势,硅基光电子技术成为光通信的最佳选择之一。为满足光通信系统的高传输速率要求,高速光电探测器成为发展重点,硅基锗波导光电探测器作为核心器件,成为硅基光电子、光通信技术进步的重要推动力。
进入21世纪,在信息产业快速发展推动下,硅基锗探测器研究步伐不断加快,与西方国家相比,我国研究起步相对较晚,2009年,中国科学院半导体研究所研制出我国首个高速硅基锗光电探测器。2020年以来,我国硅基锗探测器相关研究成果还在不断增多。
2020年,中电科技集团重庆声光电有限公司在《微电子学》上发表题为“一种硅基选择性外延生长的锗波导光探测器”的论文;2022年3月,中国电科44所公开了一项名为“低暗电流硅基锗探测器的制作方法”的发明专利;2022年4月,中国科学院半导体研究所、中国科学院大学在《半导体光电》上发表题为“硅基锗PIN光电探测器的研究进展”的论文。
新思界
行业分析人士表示,在光通信领域,硅基锗探测器发展潜力大。2024年8月,工信部发布国家重点研发计划“信息光子技术”重点专项2024年度项目申报指南,提出针对微波光子链路对宽频带、大动态范围的需求,研究高速高饱和功率硅基锗波导光电探测器关键技术。在市场需求、技术发展以及政策的多重推动下,硅基锗探测器拥有广阔市场空间。