シリコンフォトニクス
シリコンの上に成長させたゲルマニウムの受光器で、暗電流が大きくなりやすい主な原因はどれか。
- AGeは直接遷移型で、吸収した光の一部が再び発光し、その光がまた吸収されて電流が増えるから
- BGeは通信波長の光を吸収できず、流れる電流がすべて暗電流になるから
- CSiとGeの格子定数が約4%異なり、成長した膜に転位などの結晶欠陥が生じやすいから
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正解：C. SiとGeの格子定数が約4%異なり、成長した膜に転位などの結晶欠陥が生じやすいから
暗電流は、光が当たっていないときにも流れる電流で、受光器の雑音を増やして感度を下げます。SiとGeは格子定数が約4%異なるため、Si上にGeを成長させると、ひずみを逃がす過程で転位(貫通転位)などの欠陥が生じ、欠陥の準位を介してキャリアが発生しやすくなります。また、Geのバンドギャップ(約0.66 eV)はSiより小さいので、熱で生じるキャリアも多くなります。成長後の熱処理で転位を減らしたり、受光部の面積を小さくしたりして暗電流を抑えます。Geは間接遷移型で、発光の影響はほとんどありません。