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近日，法國(guó)原子能委員會(huì)電子與信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室消息稱，該實(shí)驗(yàn)室已研發(fā)出適合大規(guī)模生產(chǎn)的晶圓制造工藝制造的III-V族/硅混合激光器，并在研究小組會(huì)議上進(jìn)行展示。

研究人員在法國(guó)格勒諾布爾的電子和信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的無塵室中進(jìn)行混合III-V族/硅的激光制造工藝

照片來源：電子和信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室

據(jù)了解，利用新型硅光子工藝新研發(fā)的分布反饋式（DFB）激光器，結(jié)合了大規(guī)模集成電路技術(shù)，該分布式反饋（DFB）發(fā)射器的最大輸出功率為4 mW，其邊模抑制比（SMSR）為50分貝。在室溫下進(jìn)行的連續(xù)電動(dòng)測(cè)試中，該激光器件在1300nm的波長(zhǎng)處產(chǎn)生高達(dá)4 mW的輸出功率，其中邊模抑制比為50dB表明了良好的光譜純度。雖然輸出功率隨施加的驅(qū)動(dòng)電流的增加而變化，但激光閾值電流在50 mA至65 mA之間都是穩(wěn)定的。

該混合激光器首次將完全CMOS兼容的200mm晶圓集成到混合III-V/Si分布反饋式激光器中，實(shí)驗(yàn)采用創(chuàng)新的激光電觸點(diǎn)方法，沒有使用一體化剝離。研究團(tuán)隊(duì)使用了局部硅增厚，在III-V材料增益部分下方制造了500nm厚的硅層。在使用深紫外（DUV）平版印刷術(shù)將布拉格光柵圖案化到增益區(qū)域下方的加厚硅波導(dǎo)區(qū)域中之后，承載混合裝置的關(guān)鍵元件的單個(gè)絕緣體上硅（SOI）和磷化銦（InP）與氧等離子體表面活化結(jié)合。本次利用晶圓制造工藝III-V族/硅混合激光器讓激光器技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。

未來，硅光技術(shù)應(yīng)用將進(jìn)一步商用，勢(shì)必涉及優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)施，包括使用非晶硅來提高發(fā)射功率水平，兩個(gè)金屬層的布線也將被用來提高當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)能力，降低等效集成電路電阻等等方法。這種新工藝一旦研發(fā)成功，將在數(shù)據(jù)中心、高性能計(jì)算，甚至是未來安全通信中的應(yīng)用將可能非常廣泛。

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集成硅光工藝有望大規(guī)模制造III-V族/硅混合激光器