Photonique sur silicium
Quelle est la principale cause du courant d'obscurité souvent élevé des photodétecteurs en germanium crû sur silicium ?
- ALe Ge étant à gap direct, une partie de la lumière absorbée est réémise puis à nouveau absorbée, ce qui augmente le courant
- BLe Ge ne pouvant pas absorber la lumière des longueurs d'onde des télécommunications, tout le courant qui circule est du courant d'obscurité
- CLes paramètres de maille du Si et du Ge diffèrent d'environ 4 %, ce qui fait facilement apparaître des défauts cristallins tels que des dislocations dans la couche crûe
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Réponse : C. Les paramètres de maille du Si et du Ge diffèrent d'environ 4 %, ce qui fait facilement apparaître des défauts cristallins tels que des dislocations dans la couche crûe
Le courant d'obscurité est le courant qui circule même en l'absence de lumière ; il augmente le bruit du photodétecteur et réduit sa sensibilité. Le Si et le Ge ayant des paramètres de maille différant d'environ 4 %, la croissance de Ge sur Si fait apparaître, lors de la relaxation des contraintes, des défauts tels que des dislocations (dislocations traversantes), dont les niveaux favorisent la génération de porteurs. De plus, la bande interdite du Ge (environ 0,66 eV) étant plus petite que celle du Si, les porteurs générés thermiquement sont aussi plus nombreux. On réduit le courant d'obscurité en diminuant les dislocations par un recuit après croissance ou en réduisant la surface de la zone de détection. Le Ge est à gap indirect, et l'effet de l'émission de lumière est négligeable.