シリコン上に単一的に統合された波導結合III-Vフォトダイオード

シリコン上のIII-Vナノ構造のシームレスな統合は、長年の目標であり、統合光リンクに向けた重要なステップです。本研究では、InP/In0.5Ga0.5As/InP p-i-nヘテロ構造として実装された、スケーリングされた波導結合III-Vフォトダイオードをシリコン上に単一的に統合したことを示します。波導結合デバイスは、-1 Vにおいて0.048 A/cm2までのダークカレントと、-2 Vで最大0.2 A/Wの応答性を示します。1320 nmを中心としたグレーティングカプラを使用して、70 GHzを超えるカットオフ周波数f3dBを持つ高速検出を実証し、OOKおよび4PAMで50 GBdのデータ受信を行います。フォワードバイアスで動作させた場合、デバイスは1550 nmを中心とした光を放出します。さらに、走査熱顕微鏡を使用してデバイスの自己加熱を調査し、発光体として動作中に約15 Kの温度上昇を見出し、熱シミュレーション結果と一致することを確認しました。