Qu'est-ce que Épitaxie sélective ?

Réponse : B. Parce qu'il absorbe la lumière des bandes 1,31 µm et 1,55 µm, et qu'on peut le faire croître sur le silicium et l'intégrer facilement dans une usine CMOS

Le silicium ne pouvant pas absorber la lumière de longueur d'onde supérieure à environ 1,1 µm, la photodétection aux longueurs d'onde des télécommunications exige un matériau qui absorbe une lumière de plus faible énergie. Le Ge est à gap indirect, mais son gap direct, d'environ 0,8 eV, en est proche, et il absorbe fortement jusque vers 1,55 µm. Élément du groupe IV comme le Si, il peut être obtenu par épitaxie sélective sur le Si et traité avec les équipements d'une usine CMOS, ce qui est un grand avantage. Les photodétecteurs en InGaAs sont performants, mais difficiles à réaliser directement sur le silicium. La bande interdite du Ge (environ 0,66 eV) est plus petite que celle du Si, et son courant d'obscurité est plutôt élevé.

Réponse : A. Elle peut utiliser le même matériau silicium que le CMOS, ainsi que les plaquettes de grand diamètre et les équipements et procédés de lithographie, de gravure, etc.

En photonique sur silicium, on réalise les guides d'onde sur une plaquette SOI par lithographie et gravure sèche, les jonctions pn des modulateurs par implantation ionique, les photodétecteurs en Ge par épitaxie sélective, et l'on relie les électrodes par des interconnexions métalliques. Ce sont tous des matériaux et procédés établis dans les usines CMOS, qui permettent une production de masse avec une précision et une reproductibilité élevées sur des plaquettes de 200 mm ou 300 mm. La largeur des guides étant de quelques centaines de nm, la miniaturisation de la logique de pointe n'est pas nécessaire et la lithographie DUV suffit. En revanche, les semi-conducteurs composés comme l'InP présentent un risque de contamination et sont en général traités séparément des usines CMOS.