Imec łączy swoje siły z Sivers Photonics i ASM AMICRA, aby przyspieszyć hybrydową integrację laserów i wzmacniaczy InP w fotonice silikonowej

Dokładność ustawienia laserów po złączeniu mieści się w granicach 500 nm zarówno w wymiarze x, jak i y. / Precyzja wyrównania laserów po złączeniu mieści się w zakresie 500 nm w obu wymiarach x i y.

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

DFB-Laserchips auf einem 300-mm-Silizium-Photonik-Wafer gebondet. / DFB-Laserchips auf einem 300-mm-Silizium-Photonik-Wafer gebondet.

W tym tygodniu imec, światowy lider w dziedzinie badań i innowacji w zakresie nanoelektroniki i technologii cyfrowych, ogłasza we współpracy z Sivers Photonics (dawniej CST Global i spółką zależną Sivers Semiconductors), brytyjskim producentem seryjnym półprzewodników III-V dla produktów fotonicznych, oraz ASM AMICRA Microtechnologies, światowym liderem w dziedzinie ultrawysokoprecyzyjnych urządzeń do montażu die-attach, udaną integrację wafer-scale laserów Indium Phosphide (InP) z rozproszonym sprzężeniem zwrotnym (DFB) na platformie Sivers InP100 z platformą fotoniczną z krzemu (iSiPP) od imec. Za pomocą najnowszego narzędzia NANO-Flip-Chip-Bonder od ASM AMICRA, diody laserowe InP-DFB zostały zamontowane na waflu fotonicznym z krzemu o rozmiarze 300 mm z precyzją wyrównania 500 nm, co umożliwia powtarzalne wprowadzenie ponad 10 mW mocy lasera do falowodu z azotku krzemu na waflu fotonicznym z krzemu. Wspierane przez swoich partnerów, imec zaoferuje tę technologię później w 2021 roku jako usługę prototypowania, przyspieszając tym samym zastosowanie fotoniki krzemowej w różnych dziedzinach, od połączeń optycznych po LiDAR i biomedycynę.

Wiele systemów fotoniki krzemowej nadal polega na zewnętrznych źródłach światła, ponieważ nie istnieją efektywne źródła światła na chipie. Sam krzem nie emituje światła wydajnie, dlatego źródła światła z półprzewodników III-V, takich jak Indium Phosphide (InP) czy Gallium Arsenide (GaAs), są zwykle implementowane jako oddzielne komponenty montowane na zewnątrz. Jednak te laserowe urządzenia zewnętrzne często mają wyższe straty sprzężenia, duży fizyczny rozmiar i wysokie koszty pakowania.

Wspólnie ze swoimi partnerami Sivers i ASM AMICRA, imec rozszerza swoje usługi w zakresie prototypowania fotoniki krzemowej o wysoce precyzyjną integrację flip-chip laserów i wzmacniaczy InP. W niedawno zakończonym etapie rozwoju, pasywną wyrównanie laserów InP-DFB z zakresu C-Band z bardzo wysoką precyzją wyrównania poniżej 500 nm (wartość trzy sigmy) oraz ich zamontowanie na waflu fotonicznym z krzemu o rozmiarze 300 mm, co prowadzi do powtarzalnego wprowadzania mocy laserowej przekraczającej 10 mW do falowodów na chipie. W drugiej połowie 2021 roku portfolio integracji hybrydowej zostanie rozszerzone o optyczne wzmacniacze półprzewodnikowe (Reflective Semiconductor Optical Amplifiers, RSOA), które wykorzystują zdolność technologii Sivers InP100 do łączenia i doskonałą precyzję wyrównania bondingu ASM AMICRA NANO. Ta funkcja umożliwi rozwój zaawansowanych źródeł laserowych z zewnętrznym rezonatorem, niezbędnych dla nowych zastosowań w połączeniach optycznych i sensorach, i będzie dostępna na początku 2022 roku.

Joris van Campenhout, dyrektor programu Optical I/O w imec: "Jesteśmy bardzo zadowoleni ze współpracy z Sivers Photonics i ASM AMICRA, aby rozbudować naszą platformę fotoniki krzemowej o hybrydowe zintegrowane źródła laserowe i wzmacniacze. Ta dodatkowa funkcjonalność umożliwi naszym wspólnym klientom rozwijanie i prototypowanie zaawansowanych fotonicznych układów scalonych (PIC), których możliwości wykraczają daleko poza to, co oferujemy obecnie, w kluczowych obszarach, takich jak przesył danych, telekomunikacja i sensorystyka."

Billy McLaughlin, dyrektor generalny Sivers Photonics: "Cieszymy się, że możemy współpracować z imec i ASM AMICRA nad rozwojem zaawansowanych zintegrowanych komponentów fotonicznych. Dostępność źródeł laserowych InP, opracowanych i produkowanych na naszej platformie InP100, będzie wspierać zastosowanie układów fotonicznych z krzemu w szerokim zakresie komercyjnych zastosowań."

Dr Johann Weinhändler, dyrektor generalny ASM AMICRA: "Nasza moc w zakresie wysoce precyzyjnego montażu doskonale uzupełnia się z kompetencjami wszystkich partnerów. Dzięki zautomatyzowanemu i wysoce precyzyjnemu montażowi flip-chip, droga do masowej produkcji tych hybrydowych modułów jest otwarta."