Leti发布研究成果实现标准CMOS工艺下硅光混合集成激光器
发布时间：2017-12-07 11:04:47 热度：3242
12/6/2017， 欧盟公共科研平台CEA-Leti今天宣布旗下研究机构在200mm晶圆基于标准CMOS工艺流程实现混合三五族硅基激光器，这一突破代表着硅光工艺的新进展。这一成果在12月5日IEDM的文章“200mm全CMOS兼容硅光子平台的混合三五族/硅 DFB激光器集成”进行了发布。
CEA-Leti牵头的这一项目位于欧盟IRT 纳米电子项目框架下。这一成绩验证了混合集成硅光器件的性能可以同现有100mm晶圆制造的参考器件相比拟。该器件完全平面波导并同硅光器件的大规模集成工艺兼容。CEA-Leti指出，硅光的CMOS工艺降低了制造成本，并为同CMOS电芯片集成做好了铺垫。
文章共同作者之一Bertrand Sizelag指出，硅光技术正越来越成熟，但是集成化光源的缺乏依然是主要限制。这个项目证明了三五族激光器可以集成到主要硅光平台上同时不会牺牲基本的性能。他们的工作验证了在标准CMOS制作工艺线上可以完成混合集成的全部工作，而且所需流程和材料方便获取，这意味着可以大规模集成所有光子器件。
Leti的这一工作需要引入500nm的厚膜用于混合集成激光器，另外一个300nm稍微薄一点的用于基带的硅光平台。这一工艺需要通过镶嵌(damascene)工艺在硅材料上增加200nm的多孔硅，从而为绑定III-V硅材料产生良好的平面。激光器可以通过模块化工艺集成到成熟的硅光平台上，并不会影响基带处理性能。
这一工作的创新型还在于采用创新的激光器电接触工艺，不需要任何贵金属比如金，也不需要集成基于揭开式(lift-off-based process)图形工艺。基于镍的金属化工艺配合类似CMOS晶体管的集成工艺，使用钨丝(tungsten plugs)实现器件和导电线的连接。
接下来是将激光器同有源硅光器件例如调制器，探测器集成，可以采用平面化的多种互联金属层。最后三五族的die邦定将会替代晶圆邦定来在整个硅晶圆上处理激光器。
扫描电子显微镜下的混合集成激光器
160mA注入电流下激光器输出光谱
CEA-Leti牵头的这一项目位于欧盟IRT 纳米电子项目框架下。这一成绩验证了混合集成硅光器件的性能可以同现有100mm晶圆制造的参考器件相比拟。该器件完全平面波导并同硅光器件的大规模集成工艺兼容。CEA-Leti指出，硅光的CMOS工艺降低了制造成本，并为同CMOS电芯片集成做好了铺垫。
文章共同作者之一Bertrand Sizelag指出，硅光技术正越来越成熟，但是集成化光源的缺乏依然是主要限制。这个项目证明了三五族激光器可以集成到主要硅光平台上同时不会牺牲基本的性能。他们的工作验证了在标准CMOS制作工艺线上可以完成混合集成的全部工作，而且所需流程和材料方便获取，这意味着可以大规模集成所有光子器件。
Leti的这一工作需要引入500nm的厚膜用于混合集成激光器，另外一个300nm稍微薄一点的用于基带的硅光平台。这一工艺需要通过镶嵌(damascene)工艺在硅材料上增加200nm的多孔硅，从而为绑定III-V硅材料产生良好的平面。激光器可以通过模块化工艺集成到成熟的硅光平台上，并不会影响基带处理性能。
这一工作的创新型还在于采用创新的激光器电接触工艺，不需要任何贵金属比如金，也不需要集成基于揭开式(lift-off-based process)图形工艺。基于镍的金属化工艺配合类似CMOS晶体管的集成工艺，使用钨丝(tungsten plugs)实现器件和导电线的连接。
接下来是将激光器同有源硅光器件例如调制器，探测器集成，可以采用平面化的多种互联金属层。最后三五族的die邦定将会替代晶圆邦定来在整个硅晶圆上处理激光器。
扫描电子显微镜下的混合集成激光器
160mA注入电流下激光器输出光谱
