“离子刀”大尺度晶圆异质集成技能获得发展

  近来，中国科学院上海微体系与信息技能研讨所研讨员蔡艳、欧欣协作，使用上海微技能工业研讨院规范180纳米硅光工艺在八英寸绝缘体上硅（SOI）上制备了硅光芯片，再根据“离子刀”异质集成技能，经过直接键合的方法完成铌酸锂（LN）与SOI晶圆的异质集成并经过干法刻蚀技能完成了硅光芯片波导与铌酸锂电光调制器的单片式混合集成，制备出通讯波段马赫-曾德尔干与仪型硅基铌酸锂高速电光调制器。相关研讨成果将在2024年美国激光及光电子学会议（CLEO）上作口头报告。

  ▲“离子刀”异质集成技能完成大尺度晶圆级硅基铌酸锂异质集成资料与芯片制备示意图。中国科学院上海微体系与信息技能研讨所供图

  得益于优秀的资料的质量和器材制备技能，器材在10Hz至1MHz频率范围内的三角波电压信号下的调制功率安稳，在丈量频率范围内器材保持安稳的半波电压-长度积（VpiL）值。一起，器材具有较好的低直流漂移特性，证明薄膜铌酸锂资料和氧化硅包层的堆积质量较好、缺点较少。调制器的光眼图测验成果为，在非归零调制信号下传输速率到达88 Gbit/s，四电平脉冲调幅（PAM-4）信号下传输速率到达176 Gbit/s。

  据了解，研讨团队经过“全能离子刀”技能，在国际上首先完成铌酸锂单晶薄膜与八英寸硅光芯片异质集成，两者结合展现出优秀的电光调制功能。中国科学院上海微体系与信息技能研讨所异质集成晶圆团队现在已验证该工艺道路进一步扩展至八英寸的可行性，未来可完成大规模的商业化制备。

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