Imec une sus fuerzas con Sivers Photonics y ASM AMICRA para acelerar la integración híbrida de láseres y amplificadores InP en la fotónica de silicio

La precisión de alineación de los láseres después del ensamblaje está dentro de 500 nm en las dimensiones x e y. / La precisión de alineación post-ensamblaje de los láseres es de 500 nm en ambas dimensiones, x e y.

Diodos láser DFB, unidos a un oblea de fotónica de silicio de 300 mm. / DFB laser dies bonded onto a 300mm silicon photonics wafer.

Diodos láser DFB unidos en una oblea de fotónica de silicio de 300 mm. / DFB laser dies bonded onto a 300mm silicon photonics wafer.

Esta semana, imec, un centro de investigación e innovación líder mundial en nanoelectrónica y tecnologías digitales, junto con Sivers Photonics (anteriormente CST Global y una filial de Sivers Semiconductors), un fabricante de serie con sede en Reino Unido de semiconductores de unión III-V para productos fotónicos, y ASM AMICRA Microtechnologies, un proveedor líder mundial de sistemas de ensamblaje de precisión ultrafina, anuncian la exitosa integración a escala de obleas de láseres de Indio Fosfuro (InP) con retroalimentación distribuida (DFB) en la plataforma InP100 de Sivers en la plataforma de silicio fotónico (iSiPP) de imec. Con la herramienta más reciente de ASM AMICRA, el NANO-Flip-Chip-Bonder, se han unido diodos láser InP-DFB con una precisión de alineación de 500 nm en una oblea de silicio fotónico de 300 mm, lo que permite una acoplamiento reproducible de más de 10 mW de potencia láser en los guías de onda de nitruro de silicio en la oblea de silicio fotónico. Con el apoyo de sus socios, imec ofrecerá esta tecnología posteriormente en 2021 como un servicio de prototipado, acelerando así el uso de la fotónica de silicio en una variedad de aplicaciones, desde conexiones ópticas hasta LiDAR y sensores biomédicos.

Muchos sistemas de silicio fotónico todavía dependen de fuentes de luz externas, ya que no existen fuentes de luz eficientes en el chip. El silicio en sí no emite luz de manera eficiente, por lo que las fuentes de luz de semiconductores III-V, como el indio fosfuro (InP) o el arseniuro de galio (GaAs), se implementan típicamente como componentes separados montados por separado. Sin embargo, estos láseres fuera del chip suelen tener pérdidas de acoplamiento más altas, una huella física grande y costos elevados de empaquetado.

Junto con sus socios Sivers y ASM AMICRA, imec amplía sus servicios en el área de prototipado fotónico de silicio con la integración de precisión de láseres y amplificadores de InP mediante tecnología de flip-chip. En la fase de desarrollo recientemente completada, se alinearon pasivamente láseres InP-DFB de banda C con una precisión de alineación muy alta dentro de 500 nm (valor de tres sigma) y se unieron mediante flip-chip a una oblea de silicio fotónico de 300 mm, logrando potencias de láser acopladas a guías de onda en chip superiores a 10 mW. En la segunda mitad de 2021, el portafolio de integración híbrida se ampliará con amplificadores ópticos de semiconductores (Reflective Semiconductor Optical Amplifiers, RSOA), que aprovecharán la capacidad de la tecnología Sivers InP100 para el ensamblaje y la sobresaliente precisión de alineación del bonding de ASM AMICRA NANO. Esta capacidad permitirá fuentes láser avanzadas con resonador externo, como las necesarias para nuevas aplicaciones de conexiones ópticas y sensores, y estará disponible a principios de 2022.

Joris van Campenhout, Director del Programa de E/S Ópticas en imec: "Estamos muy entusiasmados con la colaboración con Sivers Photonics y ASM AMICRA para ampliar nuestra plataforma de fotónica de silicio con fuentes láser híbridas integradas y amplificadores. Esta funcionalidad adicional permitirá a nuestros clientes desarrollar y prototipar circuitos fotónicos integrados (PICs) avanzados, cuyas capacidades superan ampliamente lo que podemos ofrecer hoy en día, en áreas clave como transmisión de datos, telecomunicaciones y sensores."

Billy McLaughlin, Director General de Sivers Photonics: "Nos complace trabajar con imec y ASM AMICRA en el desarrollo de componentes fotónicos integrados avanzados. La disponibilidad de fuentes láser de InP, desarrolladas y fabricadas en nuestra plataforma de producción InP100, fomentará el uso de circuitos fotónicos de silicio en una variedad de aplicaciones comerciales."

El Dr. Johann Weinhändler, Director General de ASM AMICRA: "Nuestra fortaleza en la ensamblaje de alta precisión se complementa perfectamente con la experiencia de todos los socios. Con el bonding automatizado y de alta precisión mediante flip-chip, el camino hacia la producción en volumen de estos ensamblajes híbridos está abierto."