瑞士和美国的研究人员一直努力在硅光子集成电路（PIC）上集成III-V光电探测器结构。IBM ResearchZürich，ETH Zürich和IBM T.J. Watson研究中心的团队开发了一种工艺，可与主流的互补金属氧化物半导体（CMOS）电子制造相兼容。这是大规模部署的关键考虑因素，例如，这意味着消除金基触点和过多的热预算。

　　砷化铟镓铝（InAlGaAs）和磷化铟（InP）III-V材料具有可调节的直接带隙和高载流子迁移率，具有65GHz带宽和100gigabaud（GBd）数据接收的预制器件。这些特性将使紧凑型高速检测器具有更低的暗电流和传输时间，更高的光检测效率和热稳定性，更小的占位面积和电容，并且无需使用跨阻放大器。

　　有源III-V结构由十个InAlGaAs压缩量子阱组成，这些量子阱通过550℃金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长在InP上。该结构在低于300°C的温度下与具有氧化铝结合层的Si-PIC晶片结合。研究人员预计InAlGaAs系统适用于覆盖1310nm和1550nm两个主要光通信波长的器件。

　　在电感耦合等离子体反应离子刻蚀（ICP-RIE）工具中，采用溴化氢/氧等离子体刻蚀技术在220nm绝缘体上硅（SOI）晶片上制备PIC。在III-V材料的晶圆键合之前，P将PIC覆在二氧化硅中并进行化学机械平面化。

　　使用氯气ICP-RIE并用氢氟酸和硫酸湿法清洗形成光电探测器台面。n型和p型侧接触“蝴蝶”区域是由InP的选择性区域再生长形成的。锡用作n型掺杂剂，锌用作p型掺杂剂。 p侧包括一个掺杂锌的InGaAs帽，以改善与金属化层的欧姆接触。

　　横向电流收集方案将光传播方向和载流子收集方向解耦，从而为超紧凑型设备提供高效率的光学限制。模拟结果表明，井中可能会发生弹道运输（即最小程度的散射），因为载具不需要超调或穿过障碍物。

　　经过退火的金属化工艺使用了两级CMOS兼容工艺，其中包括钼和钨塞。该器件的几何结构旨在优化O波段的吸收、低暗电流以及在同一平台上协同集成光源和调制器的能力。

　　与下面的PIC的光学接触还包括一个重新生长的InP锥形结构。该器件的外部量子效率估计高达69％。电容在毫微微法拉范围内。研究人员建议，只有通过与CMOS电子器件整体集成的设备才能实现超小电容。在亚纳安水平下，暗电流也很小。

　　研究人员测试了条宽为200nm和300nm的2μm长光电探测器的响应。 300nm宽的设备具有8.5GHz的3dB带宽（f_ {3db}），而类似的具有直接接触的设备的带宽为1.5GHz。在100GBd开关键（OOK）的1295nm光信号调制下测试了200nm器件。电光带宽约为65GHz。研究人员认为，调整设备的几何形状可以将带宽增加到100GHz。为此，需要减少焊盘寄生效应。

　　该团队还执行了100Gbit/s伪随机比特序列OOK测试，通过数字插值演示了1.9x10^-3的误码率（BER）。该团队评论说：“此实验令人大开眼界，可以使用多级调制格式，允许每个通道具有更高的容量。我们还显示了112Gbit/s的四电平脉冲幅度调制（PAM-4）信号的眼图，其计算出的BER为9.8x10^-3，该信号已由实际示波器。”