실리콘 포토닉스

실리콘 광회로에 레이저를 집어넣는 방법 중 이종 집적(헤테로지니어스 집적)의 설명으로 올바른 것은?

  1. A실리콘 도파로에 고농도 불순물을 첨가하여, 실리콘 자체를 직접 천이형으로 바꾸어 발광시킨다
  2. BInP계 화합물 반도체의 결정층을 SOI 웨이퍼에 접합한 뒤 가공하여, 레이저광을 실리콘 도파로로 옮긴다
  3. CInP 결정을 실리콘 위에 직접 에피택셜 성장시키는 방법으로, 격자 상수 차이에 의한 결함의 걱정이 없다
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정답: B. InP계 화합물 반도체의 결정층을 SOI 웨이퍼에 접합한 뒤 가공하여, 레이저광을 실리콘 도파로로 옮긴다

실리콘은 간접 천이형이어서 효율적으로 발광할 수 없기 때문에, 레이저에는 화합물 반도체가 사용됩니다. 이종 집적에서는 InP계 발광층을 가진 결정(웨이퍼나 칩)을 SOI 웨이퍼에 접합하고, InP 기판을 제거한 뒤 반도체 공정으로 레이저를 형성합니다. 리소그래피로 실리콘 도파로와 위치를 맞출 수 있기 때문에, 부품을 하나씩 배치하는 것보다 정밀하게 다수를 집적할 수 있으며, 빛은 테이퍼 등을 통해 실리콘 도파로로 옮겨 갑니다. 불순물 첨가로는 간접 천이형의 성질이 바뀌지 않으며, InP와 Si는 격자 상수가 약 8% 다르기 때문에 직접 성장에서는 결함이 문제가 됩니다.

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