对于基于Si的集成光子学中单立式波导-光探测器合的圆覆盖设计.
Alfredo A Gonzalez-Fernandez1, Jorge A Vazquez-Hernandez1, Felix Aguilar-Valdez1
1National Institute for Astrophysics, Optics, and Electronics (INAOE), Puebla P.O. Box 51, Mexico.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|November 26, 2025
概括
我们开发了一种化线状波导设计,用于高效地将可见光合到光二极管. 这种CMOS兼容的方法可以实现单体光电子集成,用于先进的传感和数据处理应用.
科学领域:
- 光子学和光电子学.
- 材料科学是一种材料科学.
- 集成电路设计 集成电路设计
背景情况:
- 光学利用微电子基础设施提高性能.
- 化 (Si3N4) 为光子元件提供了广泛的光学传输窗口.
- 被动化物光子与活性电子的单体集成仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 提出和演示一个圆的底层覆盖设计,以实现高效的可见光合.
- 为了实现化波导与光二极管的单体集成.
- 使用CMOS兼容的工艺进行可扩展的制造.
主要方法:
- 使用CMOS兼容的工艺制造Si3N4/SiO2波导.
- 控制反应性离子蚀刻 (RIE) 用于创建垂直缩的涂料.
- 有限差异时间域 (FDTD) 模拟以分析合效率 (509-740 nm).
主要成果:
- 模拟预测了>90%的传输效率,缩角度<30°,在10°时几乎完全合.
- 实验性制造实现了低至8°的缩角.
- 在没有内部增益的光二极管中,模拟响应率高达311 mA W-1.
结论:
- 展示了基于Si的单体波导光探测器系统的可行性.
- 使用简单的CMOS兼容的制造方法.
- 为可见光谱中的集成光电子设备开辟了一个可扩展的路径.
