Imec spojuje své síly se společnostmi Sivers Photonics a ASM AMICRA, aby urychlilo hybridní integraci InP laserů a zesilovačů do silikonové fotoniky

Přesnost zarovnání laserů po spojení je v obou osách x i y do 500 nm.

DFB-Laserchips, gebondet auf einen 300-mm-Silizium-Photonik-Wafer. / DFB laser dies bonded onto a 300mm silicon photonics wafer.

DFB laserové čipy přilepené na 300mm siliconový fotonický wafer. / DFB laserové čipy přilepené na 300mm siliconový fotonický wafer.

Tento týden oznámí imec, celosvětově přední výzkumné a inovační centrum pro nanoelektroniku a digitální technologie, společně se Sivers Photonics (dříve CST Global a dceřiná společnost Sivers Semiconductors), britským výrobcem masových sérií III-V polovodičů pro fotonické produkty, a ASM AMICRA Microtechnologies, předním světovým dodavatelem ultranapěťových zařízení pro spojování waferů, úspěšnou integraci waferové měřítka InP- laserů s rozptýleným zpětným odrazem (DFB) na platformě InP100 od Sivers na platformu silikónové fotoniky (iSiPP) od imec. S nejnovějším nástrojem NANO-Flip-Chip-Bonder od ASM AMICRA byly InP-DFB laserové diody s přesností zarovnání 500 nm připojeny k waferu silikónové fotoniky o průměru 300 mm, což umožňuje reprodukovatelné zavedení více než 10 mW laserového výkonu do vlnovodů z nitridu křemičitého na waferu silikónové fotoniky. Podpořeno svými partnery, bude imec tuto technologii později v roce 2021 nabízet jako prototypovou službu a tím urychlí použití silikónové fotoniky v řadě aplikací od optických spojení přes LiDAR až po biomedicínské senzory.

Many silicon photonics systems today still rely on external light sources because there are no efficient on-chip light sources. Silicon itself does not emit light efficiently, so light sources made from III-V semiconductors, such as indium phosphide (InP) or gallium arsenide (GaAs), are typically implemented as separate packaged components. However, these off-chip lasers often have higher coupling losses, a large physical footprint, and high packaging costs.

Společně se svými partnery Sivers a ASM AMICRA rozšiřuje imec své služby v oblasti prototypování siliconové fotoniky o vysoce přesnou flip-chip integraci InP laserů a zesilovačů. V nedávno dokončené vývojové fázi byly pasivně zarovnány InP-DFB lasery z řady C s velmi vysokou přesností zarovnání do 500 nm (tři sigma) a připojeny flip-chip metodou na wafer silikónové fotoniky o průměru 300 mm, což vedlo k reprodukovatelnému laserovému výkonu přesahujícímu 10 mW, který je připojen k on-chip vlnovodům. Ve druhé polovině roku 2021 bude portfolio hybridní integrace rozšířeno o optické polovodičové zesilovače (Reflective Semiconductor Optical Amplifiers, RSOA), které využívají schopnosti technologie Sivers InP100 k řezání a vynikající přesnosti zarovnání spojování od ASM AMICRA NANO. Tato schopnost umožní pokročilé laserové zdroje s externím rezonátorem, jaké jsou potřebné pro nové optické spojovací a senzory aplikace, a bude dostupná začátkem roku 2022.

Joris van Campenhout, ředitel programu Optical I/O ve společnosti imec: "Velmi se těšíme na spolupráci se Sivers Photonics a ASM AMICRA na rozšíření naší platformy silikónové fotoniky o hybridní integrované laserové zdroje a zesilovače. Tato další funkce umožní našim společným zákazníkům vyvíjet a prototypovat pokročilé fotonické integrované obvody (PICs), jejichž schopnosti výrazně přesahují to, co dnes nabízíme, a to v klíčových oblastech, jako je přenos dat, telekomunikace a senzory."

Billy McLaughlin, generální ředitel Sivers Photonics: "Těšíme se na spolupráci s imec a ASM AMICRA na vývoji pokročilých integrovaných fotonických komponent. Dostupnost InP laserových zdrojů, které jsou vyvíjeny a vyráběny na naší výrobní platformě InP100, podpoří použití silikónové fotoniky v široké škále komerčních aplikací."

Dr. Johann Weinhändler, generální ředitel ASM AMICRA: "Naše síla v oblasti vysoce přesného osazování se bezproblémově doplňuje s odborností všech partnerů. S automatizovaným a vysoce přesným flip-chipovým spojováním je cesta k masové výrobě těchto hybridních sestav otevřená."