Modelado y simulación de un fotodetector de rejilla de Si fabricado utilizando el método MACE para el espectro NIR
Autores: Surawijaya, Akhmadi; Chandra, Zefanya; Sulthoni, Muhammad Amin; Idris, Irman; Adiono, Trio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelado y simulación de un fotodetector de rejilla de Si fabricado utilizando el método MACE para el espectro NIR
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Basado en silicio
Fotodetector
Estructura de rejilla
Lumerical
Simulación
Responsividad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
En esta investigación, modelamos un fotodetector basado en silicio para el espectro NIR-IR utilizando una estructura de rejilla fabricada con el método de grabado químico asistido por metal. Una nanoestructura fabricada utilizando este método está libre de defectos como depósitos no deseados de metal en las paredes laterales. El dispositivo se simuló utilizando Lumerical finite difference time domain (FDTD) para características ópticas y Lumerical CHARGE para características eléctricas. Primero, optimizamos el parámetro de ciclo de trabajo de la estructura de rejilla para una máxima absorción de potencia óptica utilizando el algoritmo de optimización de enjambre de partículas proporcionado en Lumerical FDTD, y luego utilizamos el parámetro optimizado para nuestras simulaciones. A partir de las simulaciones de Lumerical FDTD, encontramos que el metal Cr utilizado en el proceso de fabricación actúa como una cavidad resonante y un candidato potencial para efectos de emisión de foto interna (IPE). Utilizando Lumerical CHARGE, realizamos simulaciones eléctricas y al agregar el cálculo de IPE encontramos que a una longitud de onda de 850 nm, el dispositivo fotodetector de rejilla de Si exhibió una responsividad de 19 mA/W y una detectividad de 2.62 x 10 Jones para un voltaje de operación de -1 voltio.
Descripción
En esta investigación, modelamos un fotodetector basado en silicio para el espectro NIR-IR utilizando una estructura de rejilla fabricada con el método de grabado químico asistido por metal. Una nanoestructura fabricada utilizando este método está libre de defectos como depósitos no deseados de metal en las paredes laterales. El dispositivo se simuló utilizando Lumerical finite difference time domain (FDTD) para características ópticas y Lumerical CHARGE para características eléctricas. Primero, optimizamos el parámetro de ciclo de trabajo de la estructura de rejilla para una máxima absorción de potencia óptica utilizando el algoritmo de optimización de enjambre de partículas proporcionado en Lumerical FDTD, y luego utilizamos el parámetro optimizado para nuestras simulaciones. A partir de las simulaciones de Lumerical FDTD, encontramos que el metal Cr utilizado en el proceso de fabricación actúa como una cavidad resonante y un candidato potencial para efectos de emisión de foto interna (IPE). Utilizando Lumerical CHARGE, realizamos simulaciones eléctricas y al agregar el cálculo de IPE encontramos que a una longitud de onda de 850 nm, el dispositivo fotodetector de rejilla de Si exhibió una responsividad de 19 mA/W y una detectividad de 2.62 x 10 Jones para un voltaje de operación de -1 voltio.