0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

异质集成XOI技术下芯片材料革新,LTOI帮助光芯片实现低成本规模化

Robot Vision 来源:电子发烧友 作者:Sisyphus 2024-05-16 01:08 次阅读

电子发烧友网报道(文/李宁远)随着电子电路集成度不断提高,采用电信号来传输信息的手段在带宽与能耗等方面逐渐受限,尤其是电信号在算力急速膨胀的发展推动下,其制约越来越明显,电信号在传输损耗、功耗等方面劣势明显。

信号成为解决该问题的热门赛道,近年来受到了很多关注,相关技术成果也在推动光子芯片的产业化发展。不久前,中国科学院上海微系统与信息技术研究所团队与瑞士洛桑联邦理工学院团队合作,在钽酸锂异质集成晶圆LTOI及高性能光子芯片制备领域取得突破性进展,实现了可批量制造的钽酸锂集成光子芯片。

可扩展性和成本更具优势的LTOI

LTOI全名硅基钽酸锂异质晶圆,是集压电、铁电、热释电、声光及电光等性能于一体的多功能晶体材料。硅基钽酸锂异质晶圆独特的特性,让其有着很高的应用价值。此前,硅基钽酸锂异质晶圆在热释电红外探测器谐振器滤波器、换能器等设备中的应用得很多,属于高端应用中的高价值材料。

但在光电技术领域,钽酸锂一直没有铌酸锂受到的关注高。为应对集成电路芯片性能和成本瓶颈问题,薄膜铌酸锂光子技术在集成光电技术中更受青睐,并且已经在高性能滤波器、电光器件中被广泛应用。

然而铌酸锂极高的成本也限制了其拓展更多应用,钽酸锂在这样的背景下,近年来得到了越来越多的关注。钽酸锂具有和铌酸锂类似的优异电光质量,但在可扩展性和成本方面更具优势。

此次光子芯片材料的突破,上海微系统所与合作团队正是证明了单晶钽酸锂薄膜同样具有优异的电光转换特性,且在双折射、透明窗口范围、抗光折变、频率梳产生等方面相比铌酸锂更具优势。

此外,上海微系统所人员表示,硅基钽酸锂异质晶圆(LTOI)的制备工艺与绝缘体上的硅(SOI)更加接近,因此钽酸锂薄膜可实现低成本和规模化制造,具有极高的应用价值。这一突破表示在光通信和计算方面取得了重大进展,光子集成电路有机会在单个芯片上结合更多光学器件和功能。

异质集成XOI技术为器件带来更高性能

上海微系统所在异质集成技术XOI上积累了深厚的经验,异质集成技术XOI其实就是将不同材料、工艺和器件结构进行集成的技术,将多种材料优势互补,如LTOI、SOI。这种技术可以充分利用不同功能材料特殊的能带结构和物理性能,制造频谱更宽阔、功能更丰富、性能更优异的微电子和光电子器件,也能实现分立器件的单芯片集成,推动电子系统向小型化、集成化方向发展。

此前上海微系统所另一研究团队就在SOI上取得了进展,在300 mm SOI晶圆制造技术方面取得突破制备出了国内第一片300mmRF SOI晶圆。SOI技术让寄生电容比原来少上一半,大大减少电流漏电降低整体功耗。

此次LOTI的突破,团队通过钽酸锂薄膜与硅衬底结合起来,制备出了高质量硅基钽酸锂单晶薄膜异质晶圆。该异质晶圆制备效率更高、难度更低、成本更低,同时具有强电光调制、弱双折射、更宽的透明窗口、更强的抗光折变等特性,对应器件的光学损耗可以降低至5.6 dB m-1,有望在激光雷达、精密测量等领域带来变革。

碳化硅薄膜(SiCOI)的制备技术也是异质集成XOI技术一个重点发展的领域,新型SiCOI在非线性光学和量子光学上的应用优势以及高Q值、低损耗 SiCOI平台能够为光、电子器件提供更多功能集成。

小结

异质集成技术将不同功能的材料组合在一起,取长补短、优势互补,集成出更好的电、光、声、热物理特性,是实现更高功率、更高频率、更高速率的光子与电子器件的技术手段。在光子芯片领域,这一技术有着巨大的发展潜力。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 芯片材料
    +关注

    关注

    0

    文章

    9

    浏览量

    8845
  • 光芯片
    +关注

    关注

    3

    文章

    95

    浏览量

    10854
  • 异质集成
    +关注

    关注

    1

    文章

    5

    浏览量

    691
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    东土科技自主研发的人工智能交通服务器实现规模化应用

    在智能交通领域,一场由东土科技引领的技术革新正悄然改变着城市交通的面貌。近日,东土科技自主研发的人工智能交通服务器在北京城市副中心通州区成功实现了580处交通路口的规模化应用,标志着我国智能交通建设迈出了坚实的一步。
    的头像 发表于 07-17 15:42 390次阅读

    芯片与传统芯片的区别

    材料差异: 硅芯片主要使用硅作为材料,而传统芯片则使用硅晶体。硅
    的头像 发表于 07-12 09:33 4843次阅读

    集成芯片的作用和功效

    集成芯片(Integrated Circuit,简称IC)是现代电子技术中不可或缺的核心组件,它通过将大量的电子元件(如晶体管、电阻、电容等)集成在一个小型的半导体
    的头像 发表于 03-20 15:39 817次阅读

    集成芯片是什么材料制成的

    集成芯片是由一种或多种半导体材料制成的微小电子元件。这些半导体材料主要包括硅、锗、砷镓等。其中,硅是最常用的
    的头像 发表于 03-18 15:33 648次阅读

    光子集成芯片需要的材料有哪些

    光子集成芯片所需的材料多种多样,主要包括硅、氮化硅、磷化铟、砷镓、铌酸锂等。这些材料各有其特性和应用领域,适用于不同的光子器件和
    的头像 发表于 03-18 15:27 1249次阅读

    集成芯片的用途有哪些

    集成芯片是一种基于硅基的光电子大规模集成技术,以光子和电子为信息载体,具有许多独特的优势和应用领域。
    的头像 发表于 03-18 15:21 1270次阅读

    光电集成芯片材料是什么

    光电集成芯片材料主要包括有机聚合物材料、硅基半导体材料、铌酸锂以及一些磁性材料。这些
    的头像 发表于 03-18 15:20 710次阅读

    上海微系统所在硅基磷化铟异质集成片上光源方面取得重要进展

    近日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所异质集成XOI团队,在通讯波段硅基磷化铟异质集成激光器
    的头像 发表于 03-15 09:44 681次阅读
    上海微系统所在硅基磷化铟<b class='flag-5'>异质</b><b class='flag-5'>集成</b>片上光源方面取得重要进展

    RDL线宽线距将破亚微米赋能扇出封装高效能低成本集成

    RDL 技术是先进封装异质集成的基础,广泛应用扇出封装、扇出基板上芯片、扇出层叠封装、硅光子学和 2.5D/3D 集成方法,
    的头像 发表于 03-01 13:59 3199次阅读
    RDL线宽线距将破亚微米赋能扇出封装高效能<b class='flag-5'>低成本集成</b>

    伏户用如何做到低成本获客?

    伏户用如何做到低成本获客? 随着可再生能源的日益普及和技术的不断进步,伏系统正逐渐走进千家万户。然而,对于伏企业来说,如何在激烈的市场
    发表于 02-27 10:33

    硅基异质集成工艺的简介

    本文介绍了光电集成芯片的最新研究突破,解读了工业界该领域的发展现状,包括数据中心互连的硅基光收发器的大规模商用成功,和材料、器件设计、异质
    的头像 发表于 01-18 11:03 1068次阅读
    硅基<b class='flag-5'>异质</b><b class='flag-5'>集成</b>工艺的简介

    一种新型偏振发光异质材料

    偏振发光异质结同时具有发光、调光和探测的功能,实现了可见光调制、紫外探测和蓝色发光偏振操控的多功能集成。下面来了解一
    的头像 发表于 12-11 10:15 603次阅读
    一种新型偏振发光<b class='flag-5'>异质</b>结<b class='flag-5'>材料</b>

    异质芯片组装主流化的驱动因素和方法

    随着芯片复杂度的增高和摩尔定律的放缓,半导体行业正在迅速向先进封装中的异质芯片组装转型。这种转变实现了通过组件的拆分与新的架构配置的重新
    的头像 发表于 12-08 15:52 604次阅读
    <b class='flag-5'>异质</b><b class='flag-5'>芯片</b>组装主流化的驱动因素和方法

    PCB厂家偷偷用的合封芯片技术,省空间低功耗低成本的合封芯片

    PCB厂家偷偷用的合封芯片技术,省空间低功耗低成本的合封芯片
    的头像 发表于 12-08 15:35 638次阅读

    唯创知音语音芯片集成多功能算法,实现芯片拓展,降低成本与产品开发时间

    算法的单芯片解决方案,为行业带来了更高的性能与更低的成本。一、集成多功能算法,提升产品性能唯创知音语音芯片集成了数码管显示驱动算法,可
    的头像 发表于 11-23 14:34 283次阅读
    唯创知音语音<b class='flag-5'>芯片</b>:<b class='flag-5'>集成</b>多功能算法,<b class='flag-5'>实现</b>单<b class='flag-5'>芯片</b>拓展,降<b class='flag-5'>低成本</b>与产品开发时间