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利得帯域幅積340 GHzのモノリシックなゲルマニウム/シリコン・アバランシェフォトダイオード

2009年1月1日 Nature Photonics 3, 1 doi: 10.1038/nphoton.2008.247

シリコンフォトニクスが安価な光検出器、変調器および光源に有望な技術であることが最近の著しい進歩で実証されつつある。しかし、それらの性能はInP系デバイスより劣ると考えられることが多かった。ほとんどの場合これは事実であるが、例外のひとつとしてアバランシェ光検出器の領域がある。アバランシェ光検出器は、シリコンの材料特性ゆえに、InP系アバランシェ光検出器よりも利得を高くかつ過剰ノイズを少なくでき、理論感度を3 dB以上向上できる。今回我々は、モノリシックに成長させたゲルマニウム/シリコン・アバランシェ光検出器について報告する。この光検出器は、利得帯域幅積が340 GHz、<f><italic>k</italic><inf><roman>eff</roman></inf></f>が0.09、感度が<f>10 <roman>Gb</roman> <roman>s</roman>−1</f>で−28 dB mである。これは、1,300 nmで動作するあらゆるアバランシェ光検出器について報告されたなかで最高の利得帯域幅積であり、成熟した市販のIII–V族化合物アバランシェ光検出器と同等の感度である。本研究は、<f>40 <roman>Gb</roman> <roman>s</roman>−1</f>以上のデータレートで動作する安価なCMOS系ゲルマニウム/シリコン・アバランシェ光検出器の将来の開発に道を開くものである。

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