#P-46 + elevator pitch

Zintegrowane fotodetektory w NIR i MIR
w oparciu o przezroczyste tlenki przewodzące

Jacek GOŚCINIAK¹, Jacob B. KHURGIN², Ryszard PIRAMIDOWICZ^1,3,4

¹Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa, Polska
²Electrical and Computer Engineering Department, Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland 21218, USA
³LightHouse Sp. z o.o., Stefczyka 34, 20-151 Lublin, Poland
⁴VIGO Photonics S.A., Poznańska 129/133, 05-850 Ożarów Mazowiecki, Poland

Zintegrowane fotodetektory są niezbędnymi komponentami zarówno w komunikacji optycznej, jak i w zintegrowanych układach optycznych służących do monitorowania parametrów środowiska naturalnego (w tym środowiska wodnego). Niniejsza praca przedstawia nowy rodzaj zintegrowanych z falowodem fotodetektorów bolometrycznych [1] i fotodetektorów z barierą Schottky'ego [2], które działają w szerokim zakresie długości fal, od bliskiej podczerwieni (NIR) do średniej podczerwieni (MIR), na standardowej platformie materiałowej z przezroczystymi tlenkami przewodzącymi (TCO) jako materiałem aktywnym. Prezentowana platforma materiałowa umożliwia budowę zarówno modulatorów jak i fotodetektorów przy użyciu tego samego materiału, który jest w pełni kompatybilny z technologią CMOS i łatwo integruje się z pasywnymi komponentami na chipie [1,2].
Zaproponowane fotodetektory składają się z cienkiej warstwy TCO zdefiniowanej w pobliżu punktu ENZ i umieszczonej wewnątrz falowodu fotonicznego w celu zwiększenia absorpcji światła. Pod wpływem absorpcji światła przez TCO temperatura elektronów wzrasta powodując, w zależności od badanego procesu, albo zmianę rezystancji materiału [1] albo wydajny transfer nośników do otaczającego półprzewodnika [2]. W obu przypadkach prowadzi to do zwiększonej responsywności w porównaniu z obecnie stosowaną technologią.

Rys. 1. Porównanie wydajności ekstrakcji „gorących” nośników od wysokości bariery dla
(a) Au/Si i (b) AZO/Si w przypadku fotodetektorów Schottky’ego [2].