Imec unisce le sue forze con Sivers Photonics e ASM AMICRA per accelerare l'integrazione ibrida di laser e amplificatori InP nella fotonica in silicio

La precisione di allineamento dei laser dopo il bonding è entro 500 nm sia nella dimensione x che in quella y. / La precisione di allineamento post-bonding dei laser è entro 500 nm in entrambe le dimensioni x e y.

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

Dispositivi laser DFB incollati su un wafer di fotonica in silicio da 300 mm. / DFB laser dies bonded onto a 300mm silicon photonics wafer.

Questa settimana imec, un centro di ricerca e innovazione leader a livello mondiale nel campo della nanoelettronica e delle tecnologie digitali, annuncia insieme a Sivers Photonics (ex CST Global e controllata di Sivers Semiconductors), un produttore britannico di massa di semiconduttori a collegamento III-V per prodotti fotonici, e ASM AMICRA Microtechnologies, un fornitore leader mondiale di impianti di attacco die di altissima precisione, la riuscita integrazione wafer-scale di laser InP (Indio Fosfuro) con retroazione distribuita (DFB) sulla piattaforma InP100 di Sivers con la piattaforma di fotonica su silicio (iSiPP) di imec. Con il più recente strumento NANO-Flip-Chip-Bonder di ASM AMICRA, i diodi laser InP-DFB sono stati incollati con una precisione di allineamento di 500 nm su un wafer di fotonica su silicio da 300 mm, consentendo un accoppiamento riproducibile di oltre 10 mW di potenza laser nelle guide d’onda in nitruro di silicio sul wafer di fotonica su silicio. Supportata dai suoi partner, imec offrirà questa tecnologia successivamente nel 2021 come servizio di prototipazione, accelerando così l’uso della fotonica su silicio in una vasta gamma di applicazioni, dai collegamenti ottici al LiDAR fino alla sensoristica biomedica.

Molti sistemi di fotonica su silicio dipendono ancora da fonti di luce esterne, poiché non esistono sorgenti di luce efficienti integrate sul chip. Il silicio stesso non emette luce in modo efficiente, pertanto le sorgenti di luce a semiconduttore III-V, come Indio Fosfuro (InP) o Arsenico di Gallio (GaAs), sono tipicamente implementate come componenti separate montate esternamente. Tuttavia, questi laser off-chip spesso presentano perdite di accoppiamento più elevate, un ingombro fisico maggiore e costi di packaging elevati.

In collaborazione con i suoi partner Sivers e ASM AMICRA, imec amplia i propri servizi nel campo della prototipazione di fotonica su silicio con l’integrazione flip-chip ad altissima precisione di laser e amplificatori InP. Nella fase di sviluppo recentemente conclusa, sono stati allineati passivamente laser InP-DFB a banda C con una precisione di allineamento molto elevata entro 500 nm (valore di tre sigma) e incollati flip-chip su wafer di fotonica su silicio da 300 mm, ottenendo potenze laser accoppiate ai guide d’onda sul chip superiori a 10 mW. Nella seconda metà del 2021, il portfolio di integrazione ibrida sarà ampliato con amplificatori ottici a semiconduttore riflettenti (Reflective Semiconductor Optical Amplifiers, RSOA), che sfruttano la capacità della tecnologia Sivers InP100 di adattarsi e la precisione di allineamento eccezionale del bonding di ASM AMICRA NANO. Questa capacità consentirà di sviluppare sorgenti laser avanzate con risonatori esterni, come richiesto per nuove applicazioni di collegamenti ottici e sensori, e sarà disponibile all’inizio del 2022.

Joris van Campenhout, direttore del programma Optical I/O di imec: "Siamo molto felici di collaborare con Sivers Photonics e ASM AMICRA per ampliare la nostra piattaforma di fotonica su silicio con sorgenti laser ibride integrate e amplificatori. Questa funzionalità aggiuntiva permetterà ai nostri clienti di sviluppare e prototipare circuiti fotonici integrati avanzati (PIC), le cui capacità vanno ben oltre ciò che possiamo offrire oggi, in settori chiave come la trasmissione dati, le telecomunicazioni e la sensoristica."

Billy McLaughlin, amministratore delegato di Sivers Photonics: "Siamo entusiasti di collaborare con imec e ASM AMICRA nello sviluppo di componenti fotonici integrati avanzati. La disponibilità di sorgenti laser InP, sviluppate e prodotte sulla nostra piattaforma di produzione InP100, favorirà l’uso di circuiti fotonici su silicio in una vasta gamma di applicazioni commerciali."

Dr. Johann Weinhändler, amministratore delegato di ASM AMICRA: "La nostra forza nell’assemblaggio di altissima precisione si integra perfettamente con l’expertise di tutti i partner. Con il bonding flip-chip automatizzato e ad altissima precisione, si apre la strada alla produzione in volume di questi assemblaggi ibridi."