Veeco e imec desarrollan un proceso compatible con 300 mm para facilitar la integración de titanato de bario en la fotónica de silicio

Fotos del sistema de óxido Veeco de 300 mm para MBE híbrido BTO en epitaxia de silicio.

Imagen de la sección transversal obtenida mediante microscopía electrónica de transmisión de la heteroestructura BaTiO3/SrTiO3/Si(001) con ampliaciones mediante microscopía de alta resolución y microscopía de fuerza atómica en el recuadro.

Veeco Instruments Inc. (Nasdaq: VECO) y imec anunciaron que han desarrollado conjuntamente un proceso de 300 mm adecuado para la producción en masa, que permite la integración de Bario titanato (BaTiO3 o BTO) en una plataforma de fotónica de silicio. BTO es un material prometedor con propiedades electro-ópticas únicas, que puede ser utilizado para la modulación rápida y de bajo consumo de energía en nuevas aplicaciones como transceptores ópticos de alta velocidad, computadoras cuánticas, detección y medición de luz (LiDAR), así como aplicaciones de AR/VR. En el pasado, los enfoques para integrar BTO tenían dificultades para alcanzar los objetivos de costo deseados, lo que dificultaba su rentabilidad para la fabricación en masa. Veeco ha entregado ahora su primer sistema de cúmulos basado en epitaxia por haz molecular (MBE), lo que representa un hito importante en la asociación entre Veeco e imec y su compromiso con mejorar el rendimiento de las plataformas de fotónica de silicio. La nueva plataforma de 300 mm está diseñada para la epitaxia de capas delgadas de cristales únicos de BaTiO3 sobre silicio y está disponible tanto con soluciones de epitaxia por haz molecular (MBE) sólidas como híbridas. Con la integración de estas técnicas de crecimiento alternativas, el sistema podrá realizar depósitos de BTO sobre silicio con una reproducibilidad mejorada y a menor costo que los métodos clásicos de MBE.

Se espera que el mercado de transceptores ópticos para comunicación de datos crezca de 2,9 mil millones de dólares en 2024 a 13,1 mil millones de dólares en 2030. Sin embargo, para mitigar las desventajas de las tecnologías actuales de moduladores de silicio, como el alto consumo de energía, problemas de rendimiento (velocidad, tensión de control) y espacio requerido, será fundamental la introducción de nuevos materiales electro-ópticos como BTO en la fotónica de silicio. Actualmente, no existe una solución comercialmente disponible y compatible con producción para la fabricación de estos materiales. En colaboración con Veeco, imec está abordando esta necesidad industrial y desarrollando soluciones escalables que permitan la integración de materiales como BaTiO3 y SrTiO3 en una plataforma de silicio de 300 mm.

„Durante los últimos cuatro años, imec y Veeco han trabajado juntos en el desarrollo de nuevos métodos para BTO sobre silicio, comparando tanto las propiedades del material como las electro-ópticas para definir una estrategia adecuada para el desarrollo de soluciones de fabricación a gran escala“, explica Clement Merckling, director científico de imec. „Con la introducción de la primera solución MBE de su tipo por parte de Veeco, ampliamos nuestras capacidades para la integración heterogénea de materiales electro-ópticos más allá del silicio y fortalecemos nuestra oferta de I+D para socios actuales y nuevos interesados en la investigación y desarrollo de prototipos de tecnología fotónica de silicio de próxima generación“, añade Joris Van Campenhout, Fellow de imec y Director del Programa de E/S Ópticas.

„Esta asociación con imec representa un avance importante para la industria de la epitaxia por haz molecular (MBE), la comunicación de datos y la producción de computadoras cuánticas“, explica Matthew Marek, Director Senior de Marketing de la línea de productos MBE de Veeco. „Hasta ahora, la fabricación por MBE se consideraba lenta y costosa. Sin embargo, los nuevos desarrollos de hardware, validados por nuestro equipo en colaboración con imec, hacen que la MBE sea una solución económica adecuada para las fábricas de semiconductores. Estamos entusiasmados con la colaboración entre nuestras empresas para demostrar un proceso de producción de BTO repetible a gran escala. Creemos que estos esfuerzos nos ayudarán a alcanzar nuestro objetivo común de lograr avances revolucionarios en moduladores fotónicos de BTO para un futuro mejor y más sostenible“.