Siliziumphotonik

Welche Erklärung der heterogenen Integration als Methode, Laser in Silizium-Photonikschaltungen einzubinden, ist richtig?

  1. ADer Silizium-Wellenleiter wird hoch dotiert, sodass Silizium selbst einen direkten Bandübergang erhält und Licht emittiert
  2. BKristallschichten aus InP-basierten Verbindungshalbleitern werden auf einen SOI-Wafer gebondet und anschließend strukturiert, und das Laserlicht wird in den Silizium-Wellenleiter übergeleitet
  3. CEin Verfahren, bei dem InP-Kristalle direkt epitaktisch auf Silizium gewachsen werden, wobei Defekte durch unterschiedliche Gitterkonstanten keine Rolle spielen
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Antwort: B. Kristallschichten aus InP-basierten Verbindungshalbleitern werden auf einen SOI-Wafer gebondet und anschließend strukturiert, und das Laserlicht wird in den Silizium-Wellenleiter übergeleitet

Da Silizium einen indirekten Bandübergang hat und nicht effizient Licht emittieren kann, werden für Laser Verbindungshalbleiter verwendet. Bei der heterogenen Integration werden Kristalle (Wafer oder Chips) mit einer InP-basierten lichtemittierenden Schicht auf einen SOI-Wafer gebondet, das InP-Substrat wird entfernt, und anschließend werden die Laser mit Halbleiterprozessen gefertigt. Da sie per Lithografie auf die Silizium-Wellenleiter ausgerichtet werden können, lassen sich viele Laser genauer integrieren als beim Platzieren einzelner Bauteile, und das Licht wird über Taper o. Ä. in den Silizium-Wellenleiter übergeleitet. Dotierung ändert den indirekten Bandübergang nicht, und da sich die Gitterkonstanten von InP und Si um etwa 8 % unterscheiden, sind beim direkten Wachstum Defekte ein Problem.

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