Das Forschungs- und Innovationszentrum für Nanoelektronik und digitale Technologien imec gab bekannt, dass es die Co-Integration seiner hochwertigen Siliziumnitrid-Wellenleitertechnologie in seine Silizium-Photonikplattform demonstriert hat – ohne Leistungseinbußen bei den aktiven Bauteilen mit hoher Bandbreite. Das Ergebnis ist ein wichtiges Upgrade für die Silizium-Photonik-Plattform von imec und ermöglicht die Synthese hochwertiger wellenlängenselektiver Bauelemente und weiterer optischer passiver Funktionen, die von einer präzisen optischen Phasenkontrolle profitieren und die Anforderungen des Marktes für optische Sende- und Empfangsgeräte für Datenkommunikation, LiDAR und andere Anwendungen erfüllen.
Geringe Übertragungsverluste, präzise Phasenkontrolle, verlustarme Lichteinkopplung, geringere thermische Fluktuationen und hohe Strombelastbarkeit sind einige der Gründe, warum das Einfügen hochwertiger Siliziumnitridschichten (SiN) die integrierten Schaltkreise der Silizium-Photonik (PIC) verbessert. Hochwertige SiN-Schichten, die niedrige optische Verluste und eine hervorragende Kontrolle über die Materialeigenschaften wie Dicke und Brechungsindexschwankungen aufweisen, sind entscheidend für die Verbesserung der Energieeffizienz von optischen Transceivern auf Si-Basis. Da diese hochwertigen SiN-Schichten mit der Methode der Niederdruck-Gasphasenabscheidung (Low Pressure Chemical Vapor Deposition, LPCVD) bei hohen Temperaturen abgeschieden werden, ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Leistung der Co-integrierten Basis-Si- und Ge-Bauelemente nicht beeinträchtigt wird.
Imec ist diesen Herausforderungen der Integration mit seiner Silizium-Photonik-Plattform „iSiPP“ begegnet, die industriellen Partnern zur Verfügung steht. Dank verschiedener technischer Aktualisierungen und Anpassungen des Prozessablaufs konnte beispielsweise gezeigt werden, dass die Variabilität der Resonanzwellenlänge von SiN-basierten Mikroringen im Vergleich zu demselben Bauelement, das mit weniger hochwertigem PECVD-Siliziumnitrid hergestellt wurde, das derzeit in der Imec-Plattform verwendet wird, um mehr als das Vierfache reduziert werden konnte, ohne dass die ko-integrierten aktiven Bauelemente beeinträchtigt wurden.
Philippe Absil, Vizepräsident bei imec: „Wir freuen uns, dass wir diese wichtige Verbesserung unserer Silizium-Photonik-Plattform erreicht haben. Die Fähigkeit, hochwertige SiN-Bauelemente mit unserer Basistechnologie zu integrieren, ist wichtig, um unser Angebot für unsere Partner zu erweitern, die nun eine Systemvereinfachung mit Single-PIC-Lösungen in Betracht ziehen können, um aktive und passive SiN-Funktionen zu kombinieren.“
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