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1. (WO2017035533) GUIDED-WAVE PHOTODETECTOR APPARATUS EMPLOYING MID-BANDGAP STATES OF SEMICONDUCTOR MATERIALS, AND FABRICATION METHODS FOR SAME
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Pub. No.: WO/2017/035533 International Application No.: PCT/US2016/049292
Publication Date: 02.03.2017 International Filing Date: 29.08.2016
IPC:
G01L 1/00 (2006.01)
G PHYSICS
01
MEASURING; TESTING
L
MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
1
Measuring force or stress, in general
Applicants:
MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY [US/US]; 77 Massachusetts Ave Cambridge, Massachusetts 02139, US
Inventors:
RAM, Rajeev Jagga; US
ORCUTT, Jason Scott; US
MENG, Huaiyu; US
ATABAKI, Amir Hossein; US
Agent:
TEJA, Joseph Jr.; US
CAMPBELL, Christopher C.; US
Priority Data:
62/210,48927.08.2015US
Title (EN) GUIDED-WAVE PHOTODETECTOR APPARATUS EMPLOYING MID-BANDGAP STATES OF SEMICONDUCTOR MATERIALS, AND FABRICATION METHODS FOR SAME
(FR) APPAREIL DE PHOTODÉTECTION À ONDES GUIDÉES UTILISANT DES ÉTATS DE BANDE INTERDITE MOYENNE DE MATÉRIAUX SEMI-CONDUCTEURS, ET PROCÉDÉS DE FABRICATION POUR CELUI-CI
Abstract:
(EN) Guided-wave photodetectors based on absorption of infrared photons by mid-bandgap states in non-crystal semiconductors. In one example, a resonant guided-wave photodetector is fabricated based on a polysilicon layer used for the transistor gate in a SOI CMOS process without any change to the foundry process flow ('zero-change' CMOS). Mid-bandgap defect states in the polysilicon absorb infrared photons. Through a combination of doping mask layers, a lateral p-n junction is formed in the polysilicon, and a bias voltage applied across the junction creates a sufficiently strong electric field to enable efficient photo-generated carrier extraction and high-speed operation. An example device has a responsivity of more than 0.14 A/W from 1300 to 1600 nm, a 10 GHz bandwidth, and 80 nA dark current at 15 V reverse bias.
(FR) L'invention concerne des photodétecteurs à ondes guidées basés sur l'absorption de photons infrarouge par des états de bande interdite moyenne dans des semi-conducteurs non cristallins. Dans un exemple, un photodétecteur à ondes guidées résonant est fabriqué sur la base d'une couche de polysilicium utilisée pour la grille de transistor dans un procédé CMOS silicium sur isolant (SOI) sans aucun changement du déroulement des opérations de la fonderie (CMOS « sans changement »). Des états de défauts de bande interdite moyenne dans le polysilicium absorbent des photons infrarouge. Par une combinaison de couches de masque de dopage, une jonction p-n latérale est formée dans le polysilicium, et une tension de polarisation appliquée sur la jonction crée un champ électrique suffisamment puissant pour permettre une extraction efficace de porteuse photogénérée et un fonctionnement rapide. Un dispositif donné à titre d'exemple possède une sensibilité supérieure à 0,14 A/W de 1 300 à 1 600 nm, une largeur de bande de 10 GHz, et un courant d'obscurité de 80 nA à une polarisation inverse de 15 V.
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Publication Language: English (EN)
Filing Language: English (EN)