Przełom Imec w produkcji laserów nano-ridge
Belgijski instytut badawczy Imec osiągnął duży postęp w technologii półprzewodników, wytwarzając elektrycznie pompowane lasery nano-ridge na bazie GaAs na 300 mm waflach krzemowych. To duży krok w kierunku integracji komponentów fotonicznych i elektronicznych na jednym chipie. Ta technologia toruje drogę dla fotoniki krzemowej nowej generacji.
Fotonika krzemowa od dawna postrzegana jest jako kluczowy czynnik umożliwiający zastosowania dla rozwiązań takich jak centra danych, wysokowydajne obliczenia i zaawansowane czujniki. Jednak integracja materiałów takich jak GaAs (arsenek galu) z krzemowymi powierzchniami, stanowiła nie lada wyzwanie. Projekt Imec jest pierwszym, w którym udało się wyprodukować w skali waflowej lasery nano-ridge, które są zasilane elektrycznie, co stanowi krok naprzód w pokonywaniu tych przeszkód.
Kluczowe osiągnięcia Imec obejmują udaną demonstrację laserów nano-ridge na 300 mm waflach krzemowych, standardowym rozmiarze w przemyśle półprzewodników, zapewniając kompatybilność z istniejącymi procesami produkcyjnymi. Dodatkowo, lasery są zasilane elektrycznie, co jest krytyczną cechą dla rzeczywistych zastosowań, wykraczających poza komponenty pasywne. Ten przełom na waflach 300 mm zwiększa również skalowalność technologii, przybliżając ją do zastosowania przemysłowego.
Imec wykorzystał inżynierię nanosieci (NRE) do integracji nanosieci opartych na GaAs z krzemem. Takie podejście minimalizuje niedopasowanie siatki między krzemem a materiałami III-V, co jest częstym wyzwaniem w takich integracjach. Zaawansowane techniki produkcyjne instytutu zapewniły, że lasery działają wydajnie i niezawodnie w warunkach pompowania elektrycznego.
Zastosowania i potencjał na przyszłość dla różnych zastosowań:
- Przesył danych: Szybkie połączenia optyczne o niskim poborze mocy dla centrów danych,
- Wykrywanie i obrazowanie: Zaawansowane czujniki dla służby zdrowia, motoryzacji i zastosowań przemysłowych,
- Zintegrowana fotonika: Kompaktowe i wydajne obwody fotoniczne, które mogą być pakowane razem z układami elektronicznymi.
„Ten kamień milowy jest wynikiem lat dedykowanych badań i rozwoju w Imec. Demonstrując lasery nano-ridge na 300 mm waflach krzemowych, torujemy drogę dla skalowalnych rozwiązań fotoniki krzemowej” - powiedziała An Steegen, dyrektor ds. technologii w Imec.
Imec pracuje teraz nad optymalizacją wydajności swoich laserów i badaniem ich integracji z w pełni funkcjonalnymi systemami fotoniczno-elektronicznymi. Według Pascala Verheyena starszego pracownika i dyrektora programowego w Imec, instytut będzie kontynuował współpracę z partnerami branżowymi, aby zapewnić gotowość tej technologii do komercyjnego wdrożenia.
