Photolithographically fabricated silicon photonic crystal nanocavity photoreceiver with laterally integrated pin diode

초단거리 통신에서 데이터 이동 속도를 높이는 것이 시급한 과제로 떠오르면서 연구자들 사이에서 실리콘 광전자가 주목받고 있다. 기술의 발달로 실리콘 광자장이 그 후보 중 하나로 떠오르고 있다. 이는 광자가 줄 가열을 일으키지 않기 때문인데, 광자회로와 전기회로를 연결하려면 전기 회로와 광자 회로를 연결하기 위해서는 전기-광학 및 광전자 소자를 개발해야 하는데, 광전자 소자의 구현은 쉽지 않다. 전자의 실현은 쉽지 않은데, 이는 통신 파장에서는 실리콘이 투명하여 광 캐리어를 생성할 수 없기 때문이며, 따라서 실리콘에 게르마늄을 집적하는 것이 일반적으로 선호되어 왔으나, 복잡한 제작 방법이 필요하고 CMOS 호환성을 떨어뜨린다는 단점이 있다. 접근법은 이온 주입 기술을 통해 모든 실리콘 광전자 검출에 적용할 수 있지만, 여전히 이 방법은 은 제작이 복잡하고 다른 CMOS 소자와의 통합이 어려우며, 결함의 존재로 인해 누설 전류가 증가한다.
최근 고Q PhC 나노캐비티에서 올실리콘 소자에 의한 저전력 광전자 검출이 보고된 바 있으나, 복잡한 제작 공정을 필요로 하는 본 연구에서는 고Q PhC 나노캐비티를 이용한 올-실리콘 광검출을 시연하였다. 광 리소그래피 공정으로 제작된 SiO2로 피복된 나노캐비티를 이용한 전실리콘 광검출을 시연하였으며, 2광자 흡수를 이용하여 빛을 검출하고 낮은 암전류( 38 pA at -3V)을 달성하였으며, 모든 실리콘으로 제작하고 표면에 SiO2를 입혔기 때문에 낮은 암전류로 인해 최소 검출 가능한 광 파워가 -20 dBm에 달한다. sub-GHz 동적 응답의 시연을 통해 광수신기가 파장 선택적 광수신기로 사용될 수 있음을 보여줍니다. 작은 노이즈 검출, 낮은 검출 가능 전력 및 작은 풋프린트(50μm2)로 인해 이 장치는 필요한 비용 효율적인 광케이블 모니터링 시스템으로서 좋은 후보가 될 수 있다. 광 네트워크의 품질 서비스를 보장하기 위해 필요한 비용 효율적인 광케이블 모니터링 시스템으로서 좋은 후보입니다.