Siliciumfotonica
Wat wordt beschouwd als een van de belangrijkste oorzaken van het propagatieverlies (dB/cm) van siliciumgolfgeleiders?
- AVerstrooiing van licht door fijne oneffenheden in de zijwanden die bij het etsen ontstaan
- BBand-bandabsorptie, waarbij fotonen van telecomgolflengten elektronen in silicium van de valentieband naar de geleidingsband exciteren
- CSignaalvervorming doordat licht in het omringende oxide te sterk wordt versterkt
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: A. Verstrooiing van licht door fijne oneffenheden in de zijwanden die bij het etsen ontstaan
In siliciumgolfgeleiders verstrooien oneffenheden van enkele nm, die bij lithografie en etsen in de zijwanden ontstaan, het licht naar buiten de golfgeleider. Door het grote brekingsindexverschil tussen silicium en oxide en de dunne golfgeleider is ook de lichtintensiteit aan de zijwanden groot, zodat de verstrooiing een sterke invloed heeft. Het propagatieverlies van typische strip-golfgeleiders bedraagt, afhankelijk van de omstandigheden, ruwweg circa 1–3 dB/cm (bij verliesarme processen minder dan 1 dB/cm) en wordt verlaagd door bijvoorbeeld rib-golfgeleiders te gebruiken, de golfgeleider breder te maken of de zijwanden met oxidatie of een warmtebehandeling in waterstof glad te maken. De fotonenergie van telecomgolflengten is kleiner dan de bandgap van silicium, zodat geen band-bandabsorptie optreedt.