실리콘 포토닉스

실리콘 광회로에서 통신 파장의 광검출기에 게르마늄(Ge)이 널리 사용되는 이유로 올바른 것은?

  1. A직접 천이형 재료이므로, 광검출기와 동시에 효율 좋은 레이저로도 사용할 수 있기 때문에
  2. B1.31 µm 대역이나 1.55 µm 대역의 빛을 흡수할 수 있고, 실리콘 위에 결정 성장시켜 CMOS 공장에서 집적하기 쉽기 때문에
  3. C밴드갭이 실리콘보다 커서 암전류가 거의 흐르지 않기 때문에
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정답: B. 1.31 µm 대역이나 1.55 µm 대역의 빛을 흡수할 수 있고, 실리콘 위에 결정 성장시켜 CMOS 공장에서 집적하기 쉽기 때문에

실리콘은 약 1.1 µm보다 긴 파장의 빛을 흡수할 수 없기 때문에, 통신 파장의 수광에는 더 작은 에너지의 빛을 흡수하는 재료가 필요합니다. Ge는 간접 천이형이지만 직접 천이의 갭이 약 0.8 eV로 가까워, 1.55 µm 부근까지 강하게 흡수할 수 있습니다. Si와 같은 IV족으로 Si 위에 선택적으로 에피택셜 성장시킬 수 있고, CMOS 공장의 장비로 다룰 수 있다는 것이 큰 장점입니다. InGaAs 광검출기는 성능이 높지만 실리콘 위에 직접 만들기는 어렵습니다. Ge의 밴드갭(약 0.66 eV)은 Si보다 작아, 암전류는 오히려 큰 편입니다.

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