Intel maakt optische detector van silicium

Het is de beste opto-elektronische miniatuurlichtsensor ter wereld en toch is hij niet van een III-V-halfgeleider gemaakt. Intel kreeg het voor elkaar een fotondetector van silicium te maken met een gainbandbreedte (GB) van 340 gigahertz, tegenover 120 gigahertz voor conventionele uitvoeringen. Dat betekent dat de siliciumvariant gevoeliger is en bij hogere snelheden kan werken.

De Californische chipmaker paste een bekend principe voor lichtdetectie toe: het lawine-effect. Daarbij wordt het signaal van een invallend foton versterkt doordat het enkele tientallen tot honderden elektronen genereert. Intel fabriceerde de lichtgevoelige regio van germanium en het versterkende deel van silicium. De grootste uitdaging was het combineren van deze materialen, die zich door incompatibele kristalroosters niet zonder meer op elkaar laten leggen.

Wereldwijd zijn veel onderzoekers bezig allerlei optische chipcomponenten op basis van silicium te ontwikkelen. Silicium is immers goedkoper dan III-V-halfgeleiders en makkelijker te integreren in bestaande processen. In dit geval leverde het ook superieure performance op. Normaal gesproken veroorzaakt versterking met het lawine-effect voor extra ruis, maar dankzij de zuiverheid van silicium blijft dat in deze halfgeleider zeer beperkt.