随着集成电路家当发展进入“后摩尔时期”,集成电路芯片性能提升的难度和本钱越来越高,人们急迫须要探求新的技能方案。近日,中国科学院上海微系统与信息技能研究所科研团队在钽酸锂异质集成晶圆及高性能光子芯片领域取得打破性进展,成功开拓出可批量制造的新型“光学硅”芯片。干系研究成果8日在线揭橥于《自然》杂志。
图片来源:中国科学院上海微系统与信息技能研究所
当前,以硅光技能和薄膜铌酸锂光子技能为代表的集成光电技能是应对集成电路芯片性能提升瓶颈问题的颠覆性技能。个中,铌酸锂有“光学硅”之称,近年间受到广泛关注,哈佛大学等国外研究机构乃至提出了仿照“硅谷”模式来培植新一代“铌酸锂谷”的方案。

“与铌酸锂类似,钽酸锂也可以被称为‘光学硅’,我们与互助者研究证明,单晶钽酸锂薄膜同样具有精良的电光转换特性,乃至在某些方面比铌酸锂更具上风。”论文共同通讯作者、中国科学院上海微系统所研究员欧欣说,更主要的是,硅基钽酸锂异质晶圆的制备工艺与绝缘体上硅晶圆制备工艺更加靠近,因此钽酸锂薄膜可实现低本钱和规模化制造,具有极高的运用代价。
这次,科研团队采取基于“万能离子刀”的异质集成技能,通过离子注入结合晶圆键合的方法,制备了高质量硅基钽酸锂单晶薄膜异质晶圆;同时,与互助团队联合开拓了超低损耗钽酸锂光子器件微纳加工方法,成功制备出钽酸锂光子芯片。
欧欣表示,钽酸锂光子芯片展现出极低光学损耗、高效电光转换等特性,有望为打破通信领域速率、功耗、频率和带宽四大瓶颈问题供应办理方案,并在低温量子、光打算、光通信等领域催生革命性技能。