Intel demonstriert schnellen Fotodetektor
Ein neuartiger Avalanche Photo Detector (APD), den Intel gemeinsam mit zwei Universitäten und der Firma Numonyx entwickelt hat, soll Rekordwerte bei Empfindlichkeit und Arbeitsfrequenz erreichen.
Für die optische Datenkommunikation sind schnelle und empfindliche Detektoren nötig, die sich möglichst billig fertigen lassen sollen. Entwicklungsabteilungen von Intel arbeiten besonders intensiv an Halbleiterbauelementen, die sich mit CMOS-kompatiblen Fertigungsverfahren auf herkömmlichen Silizium-Wafern herstellen lassen. Als neuesten Erfolg auf diesem Gebiet meldet der Halbleiterweltmarktführer nun einen Avalanche Photo Detector (oder Diode, APD), der ein Verstärkungsbandbreitenprodukt von 340 GHz erreicht. Dabei handelt es sich nach Angaben von Intel um einen Rekordwert für einen CMOS-kompatiblen APD – solche Bauelemente werden häufig aus sogenannten III-V-Halbleitern wie Indiumphosphid (InP) hergestellt.
Beim neuen APD kombiniert Intel mehrere Halbleiterschichten, insbesondere solche aus Germanium und Silizium. Weil Germanium Licht gut absorbiert, treffen die Photonen (nach einer Passivierungsschicht) zuerst auf eine Germanium-Lage. In der darunterliegenden Siliziumschicht stellt sich ein Vervielfachungseffekt der vom einfallenden Licht in der Germaniumlage freigesetzten Elektronen ein – eine Art Verstärkung des Eingangssignals, den man auch als Lawineneffekt (Avalanche bedeutet im Englischen und Französischen "Lawine") bezeichnet.
Der Parameter "Verstärkungs-Bandbeiten-Produkt" bezeichnet nicht direkt die sinnvolle maximale Betriebsfrequenz eines APD. Intel nennt als typische Anwendungsbeispiele für den neuen 340-GHz-APD optische 40-GBit/s-Ethernet-Netze oder auch besonders empfindliche Empfänger für die 10-GBit/s-Technik.
Die Entwicklung des APD wurde von der Forschungsagentur (DARPA) des US-Verteidigungsministeriums gefördert. Die Fertigungstechnik steuerte das Intel-STMicroelectronics-Joint-Venture Numonyx bei, das eigentlich eher im Bereich Flash- und Phasenübergangsspeicher aktiv ist. Außerdem trugen die Institute der Professoren Joseph Campbell (University of Virginia, UVA) und John Bowers (Uni Kalifornien in Santa Barbara, UCSB) dazu bei. (ciw)
