실리콘 포토닉스

실리콘 위에 성장시킨 게르마늄 광검출기에서 암전류가 커지기 쉬운 주된 원인은?

  1. AGe는 직접 천이형이어서 흡수한 빛의 일부가 다시 발광하고, 그 빛이 다시 흡수되어 전류가 늘기 때문에
  2. BGe는 통신 파장의 빛을 흡수할 수 없어, 흐르는 전류가 모두 암전류가 되기 때문에
  3. CSi와 Ge의 격자 상수가 약 4% 달라, 성장한 막에 전위 등의 결정 결함이 생기기 쉽기 때문에
정답과 해설 보기

정답: C. Si와 Ge의 격자 상수가 약 4% 달라, 성장한 막에 전위 등의 결정 결함이 생기기 쉽기 때문에

암전류는 빛이 닿지 않을 때에도 흐르는 전류로, 광검출기의 잡음을 늘려 감도를 떨어뜨립니다. Si와 Ge는 격자 상수가 약 4% 다르기 때문에, Si 위에 Ge를 성장시키면 변형을 해소하는 과정에서 전위(관통 전위) 등의 결함이 생기고, 결함 준위를 통해 캐리어가 발생하기 쉬워집니다. 또한 Ge의 밴드갭(약 0.66 eV)은 Si보다 작으므로 열로 생기는 캐리어도 많아집니다. 성장 후 열처리로 전위를 줄이거나 수광부의 면적을 작게 하여 암전류를 억제합니다. Ge는 간접 천이형이며, 발광의 영향은 거의 없습니다.

이 분야 연습하기 분야로 돌아가기

실리콘 포토닉스의 다른 문제

  1. 파장 1.55 µm에서 양자 효율 80%인 포토다이오드의 수광 감도(1 W의 빛당 흐르는 전류)에 가장 가까운 것은? (R [A/W] ≈ 양자 효율 × λ [µm] / 1.24)
  2. 광 수신기에서 포토다이오드 바로 뒤에 놓이는 트랜스임피던스 증폭기(TIA)의 역할은?
  3. 실리콘 광회로에 레이저를 집어넣는 방법 중 이종 집적(헤테로지니어스 집적)의 설명으로 올바른 것은?
  4. 실리콘 광회로에 레이저와 함께 광 아이솔레이터를 집적하기 어려운 이유로 올바른 것은?
  5. 파장 분할 다중화(WDM)의 설명으로 올바른 것은?