Siliciumfotonica
Wat is een juiste reden waarom germanium (Ge) veel wordt gebruikt voor fotodetectoren voor telecomgolflengten in optische siliciumcircuits?
- AHet heeft een directe bandovergang, zodat het naast fotodetector ook als efficiënte laser kan worden gebruikt
- BHet kan licht in de 1,31 µm- en 1,55 µm-band absorberen en kan kristallijn op silicium worden gegroeid, zodat integratie in CMOS-fabrieken eenvoudig is
- CDe bandgap is groter dan die van silicium, zodat er nauwelijks donkerstroom loopt
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: B. Het kan licht in de 1,31 µm- en 1,55 µm-band absorberen en kan kristallijn op silicium worden gegroeid, zodat integratie in CMOS-fabrieken eenvoudig is
Silicium kan geen licht absorberen met golflengten langer dan circa 1,1 µm, zodat voor detectie van telecomgolflengten een materiaal nodig is dat licht met lagere energie absorbeert. Ge heeft een indirecte bandovergang, maar de directe bandgap ligt met circa 0,8 eV dichtbij, zodat het tot circa 1,55 µm sterk kan absorberen. Een groot voordeel is dat het net als Si tot groep IV behoort, selectief epitaxiaal op Si kan worden gegroeid en met de apparatuur van CMOS-fabrieken kan worden verwerkt. InGaAs-fotodetectoren presteren goed, maar zijn moeilijk direct op silicium te maken. De bandgap van Ge (circa 0,66 eV) is kleiner dan die van Si, en de donkerstroom is juist relatief groot.