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CMOS-Compatible Silicon Photonic Sensor for Refractive Index Sensing Using Local Back-Side Release

  • Silicon photonic sensors are promising candidates for lab-on-a-chip solutions with versatile applications and scalable production prospects using complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) fabrication methods. However, the widespread use has been hindered because the sensing area adjoins optical and electrical components making packaging and sensor handling challenging. In this work, a local back-side release of the photonic sensor is employed, enabling a separation of the sensing area from the rest of the chip. This approach allows preserving the compatibility of photonic integrated circuits in the front-end of line and metal interconnects in the back-end of line. The sensor is based on a micro-ring resonator and is fabricated on wafer-level using a CMOS technology. We revealed a ring resonator sensitivity for homogeneous sensing of 106 nm/RIU.

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Autor*innen:P. Steglich, S. Bondarenko, C. Mai, Martin Paul, Michael G. WellerORCiD, A. Mai
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):IEEE Photonics Technology Letters
Jahr der Erstveröffentlichung:2020
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.5 Proteinanalytik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:IEEE
Jahrgang/Band:32
Ausgabe/Heft:19
Erste Seite:1241
Letzte Seite:1244
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Back-side integration; Lab-on-a-chip; PIC technology; Photonic biosensor; Resonance wavelength shift; Ring resonator
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
DOI:10.1109/LPT.2020.3019114
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-517139
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:02.12.2020
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:17.12.2020
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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