测量表面化学在硅微光子学中的作用
光学
2009-11-11 v1
摘要
硅/二氧化硅（Si/SiO2）界面在大多数现代微电子器件的性能、成本和可靠性中起着至关重要的作用，从基本晶体管到闪存、数码相机和太阳能电池。如今，现代晶体管的栅极氧化物厚度约为5个原子层，需要8层金属线来传输微处理器内的所有信号。除了这种减小尺寸的金属线日益增加的延迟之外，进一步“摩尔定律”的晶体管成本和密度缩放预计将在未来十年内饱和。因此，硅基微光子学正在被探索用于高带宽信号的路由和生成。与对Si/SiO2界面电子性质的广泛了解相比，对微光子学中使用的Si表面的光学性质知之甚少。在本信中，我们探索了1400-1600 nm电信相关波段中Si表面的光学性质。利用高品质因数（Q ~ 1.5x10^6）光学微谐振器提供低至10^-7的表面光学损耗分数灵敏度，我们表明Si微光子元件内的光学损耗可以通过Si表面制备显著改变，化学氧化物表面的分数损耗为2 x 10^-5，而氢终止Si表面为<2 x 10^-6。这些结果表明，Si表面的光学性质可以通过标准微电子处理显著且可逆地改变，并且稳定、高质量的光学表面钝化层将在未来的Si微米和纳米光子系统中至关重要。
引用
@article{arxiv.physics/0512040,
title = {Measuring the role of surface chemistry in silicon microphotonics},
author = {Matthew Borselli and Thomas J. Johnson and Oskar Painter},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0512040},
year = {2009}
}