矽光子

矽光子所使用的SOI晶圓中,埋入氧化層(BOX層)的主要作用為何?

  1. A作為位於波導下方的光偵測器的吸收層,吸收通訊波長的光並轉換為電流
  2. B作為使表面矽層產生光的發光層
  3. C作為波導下側的包層,防止光洩漏至矽基板
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正確答案:C. 作為波導下側的包層,防止光洩漏至矽基板

SOI(Silicon on Insulator)晶圓是在矽基板上依序疊上埋入氧化層(BOX)與薄的單晶矽層的結構。加工上層的矽層(常用厚度220 nm)製作波導,低折射率的BOX則成為下側的包層。BOX太薄時,滲出波導外的光(漸逝光)會洩漏到高折射率的矽基板,因此常使用2~3 µm左右的厚BOX。氧化層的能隙很大,不會吸收光也不會發光。

矽波導的截面(條狀與肋狀) SiO₂(折射率 約1.45) Si(折射率 約3.5) 光場分布 SiO₂包覆層 埋入氧化層(BOX) Si基板 寬 約500 nm 厚 220 nm SiO₂包覆層 埋入氧化層(BOX) Si基板 寬 約500 nm 平板層 條狀波導 肋狀波導 光侷限強,可急彎 經平板層連接電極
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