12/6/2017， 歐盟公共科研平臺(tái)CEA-Leti今天宣布旗下研究機(jī)構(gòu)在200mm晶圓基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝流程實(shí)現(xiàn)混合三五族硅基激光器，這一突破代表著硅光工藝的新進(jìn)展。這一成果在12月5日IEDM的文章“200mm全CMOS兼容硅光子平臺(tái)的混合三五族/硅 DFB激光器集成”進(jìn)行了發(fā)布。

CEA-Leti牽頭的這一項(xiàng)目位于歐盟IRT 納米電子項(xiàng)目框架下。這一成績(jī)驗(yàn)證了混合集成硅光器件的性能可以同現(xiàn)有100mm晶圓制造的參考器件相比擬。該器件完全平面波導(dǎo)并同硅光器件的大規(guī)模集成工藝兼容。CEA-Leti指出，硅光的CMOS工藝降低了制造成本，并為同CMOS電芯片集成做好了鋪墊。

文章共同作者之一Bertrand Sizelag指出，硅光技術(shù)正越來(lái)越成熟，但是集成化光源的缺乏依然是主要限制。這個(gè)項(xiàng)目證明了三五族激光器可以集成到主要硅光平臺(tái)上同時(shí)不會(huì)犧牲基本的性能。他們的工作驗(yàn)證了在標(biāo)準(zhǔn)CMOS制作工藝線上可以完成混合集成的全部工作，而且所需流程和材料方便獲取，這意味著可以大規(guī)模集成所有光子器件。

Leti的這一工作需要引入500nm的厚膜用于混合集成激光器，另外一個(gè)300nm稍微薄一點(diǎn)的用于基帶的硅光平臺(tái)。這一工藝需要通過(guò)鑲嵌(damascene)工藝在硅材料上增加200nm的多孔硅，從而為綁定III-V硅材料產(chǎn)生良好的平面。激光器可以通過(guò)模塊化工藝集成到成熟的硅光平臺(tái)上，并不會(huì)影響基帶處理性能。

這一工作的創(chuàng)新型還在于采用創(chuàng)新的激光器電接觸工藝，不需要任何貴金屬比如金，也不需要集成基于揭開式(lift-off-based process)圖形工藝。基于鎳的金屬化工藝配合類似CMOS晶體管的集成工藝，使用鎢絲(tungsten plugs)實(shí)現(xiàn)器件和導(dǎo)電線的連接。

接下來(lái)是將激光器同有源硅光器件例如調(diào)制器，探測(cè)器集成，可以采用平面化的多種互聯(lián)金屬層。最后三五族的die邦定將會(huì)替代晶圓邦定來(lái)在整個(gè)硅晶圓上處理激光器。

掃描電子顯微鏡下的混合集成激光器

160mA注入電流下激光器輸出光譜