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來(lái)源：上海微系統所 隨著(zhù)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入“后摩爾時(shí)代”，集成電路芯片性能提升的難度和成本越來(lái)越高，人們迫切需要尋找新的技術(shù)方案。 當前，以硅光技術(shù)和薄膜鈮酸鋰光子技術(shù)為代表的集成光電技術(shù)是應對此瓶頸問(wèn)題的顛覆性技術(shù)。其中，鈮酸鋰有“光學(xué)硅”之稱(chēng)，近年間受到了廣泛關(guān)注，哈佛大學(xué)等國外研究機構甚至提出了仿照“硅谷”模式來(lái)建設新一代“鈮酸鋰谷”的方案。 近日，中國科學(xué)院上海微系統與信息技術(shù)研究所科研團隊在鉭酸鋰異質(zhì)集成晶圓及高性能光子芯片領(lǐng)域也取得了突破性進(jìn)展，成功開(kāi)發(fā)出可批量制造的新型“光學(xué)硅”芯片。 與鈮酸鋰類(lèi)似，該科研團隊與合作者研究證明單晶鉭酸鋰薄膜同樣具有優(yōu)異的電光轉換特性，且在雙折射、透明窗口范圍、抗光折變、頻率梳產(chǎn)生等方面相比鈮酸鋰更具優(yōu)勢。此外，硅基鉭酸鋰異質(zhì)晶圓（LTOI）的制備工藝與絕緣體上的硅（SOI）更加接近，因此鉭酸鋰薄膜可實(shí)現低成本和規�；圃�，具有極高的應用價(jià)值。 采用基于“萬(wàn)能離子刀”的異質(zhì)集成技術(shù)，通過(guò)氫離子注入結合晶圓鍵合的方法，制備了高質(zhì)量硅基鉭酸鋰單晶薄膜異質(zhì)晶圓。同時(shí)，與合作團隊聯(lián)合開(kāi)發(fā)了超低損耗鉭酸鋰光子器件微納加工方法，結合晶圓級流片工藝，成功制備出鉭酸鋰光子芯片。 鉭酸鋰光子芯片不僅展現出與鈮酸鋰薄膜相當的電光調制效率，同時(shí)基于鉭酸鋰光子芯片，研究團隊首次在X切型電光平臺中成功產(chǎn)生了孤子光學(xué)頻率梳，結合其電光可調諧性質(zhì)，有望在激光雷達、精密測量等方面實(shí)現應用。 值得一提的是，目前研究團隊已攻關(guān)8英寸晶圓制備技術(shù)，為更大規模的國產(chǎn)光電集成芯片和移動(dòng)終端射頻濾波器芯片的發(fā)展奠定了核心材料基礎。 鉭酸鋰光子芯片所展現出的極低光學(xué)損耗、高效電光轉換和孤子頻率梳產(chǎn)生等特性有望為突破通信領(lǐng)域速度、功耗、頻率和帶寬四大瓶頸問(wèn)題提供解決方案，并在低溫量子、光計算、光通信等領(lǐng)域催生革命性技術(shù)。 |
