文章來源：中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所

近日，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所（以下簡(jiǎn)稱微系統(tǒng)所）硅基材料與集成器件實(shí)驗(yàn)室研究員蔡艷、歐欣合作，利用上海微技術(shù)工業(yè)研究院標(biāo)準(zhǔn)180 nm硅光工藝在八英寸 SOI上制備了硅光芯片，再基于“離子刀”異質(zhì)集成技術(shù)，通過直接鍵合的方式將鈮酸鋰與SOI晶圓實(shí)現(xiàn)異質(zhì)集成，并通過干法刻蝕技術(shù)實(shí)現(xiàn)了硅光芯片波導(dǎo)與LN電光調(diào)制器的單片式混合集成，制備出通訊波段MZI型硅基鈮酸鋰高速電光調(diào)制器。相關(guān)研究成果將在2024年美國激光及光電子學(xué)會(huì)議（CLEO）上進(jìn)行口頭報(bào)告。

得益于優(yōu)良的材料質(zhì)量和器件制備技術(shù)，器件在10 Hz至1 MHz頻率范圍內(nèi)的三角波電壓信號(hào)下的調(diào)制效率穩(wěn)定，在測(cè)量頻率范圍內(nèi)器件保持穩(wěn)定的VpiL值。同時(shí)，器件具備較好的低直流漂移特性，證明薄膜鈮酸鋰材料和氧化硅包層的沉積質(zhì)量較好，缺陷較少。調(diào)制器的光眼圖測(cè)試結(jié)果顯示，在NRZ調(diào)制信號(hào)下傳輸速率達(dá)到88 Gbit/s, PAM-4調(diào)制信號(hào)下傳輸速率達(dá)到176 Gbit/s。

通過“離子刀”異質(zhì)集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)大尺寸晶圓級(jí)硅基鈮酸鋰異質(zhì)集成材料與芯片 圖片來源于微系統(tǒng)所

據(jù)了解，通過“萬能離子刀”技術(shù)，鈮酸鋰薄膜可與硅光芯片實(shí)現(xiàn)大面積低缺陷密度的集成，兩者結(jié)合展現(xiàn)出優(yōu)良的電光調(diào)制性能。微系統(tǒng)所異質(zhì)集成XOI團(tuán)隊(duì)目前已驗(yàn)證該工藝路線進(jìn)一步擴(kuò)展至八英寸的可行性，未來可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化制備。