研究人員在法國格勒諾布爾的電子和信息技術實驗室的無塵室中進行混合III-V族/硅的激光制造工藝

照片來源：電子和信息技術實驗室

據了解，利用新型硅光子工藝新研發的分布反饋式（DFB）激光器，結合了大規模集成電路技術，該分布式反饋（DFB）發射器的最大輸出功率為4 mW，其邊模抑制比（SMSR）為50分貝。在室溫下進行的連續電動測試中，該激光器件在1300nm的波長處產生高達4 mW的輸出功率，其中邊模抑制比為50dB表明了良好的光譜純度。雖然輸出功率隨施加的驅動電流的增加而變化，但激光閾值電流在50 mA至65 mA之間都是穩定的。

該混合激光器首次將完全CMOS兼容的200mm晶圓集成到混合III-V/Si分布反饋式激光器中，實驗采用創新的激光電觸點方法，沒有使用一體化剝離。研究團隊使用了局部硅增厚，在III-V材料增益部分下方制造了500nm厚的硅層。在使用深紫外（DUV）平版印刷術將布拉格光柵圖案化到增益區域下方的加厚硅波導區域中之后，承載混合裝置的關鍵元件的單個絕緣體上硅（SOI）和磷化銦（InP）與氧等離子體表面活化結合。本次利用晶圓制造工藝III-V族/硅混合激光器讓激光器技術實現大規模生產成為可能。

未來，硅光技術應用將進一步商用，勢必涉及優化設計的實施，包括使用非晶硅來提高發射功率水平，兩個金屬層的布線也將被用來提高當前的驅動能力，降低等效集成電路電阻等等方法。這種新工藝一旦研發成功，將在數據中心、高性能計算，甚至是未來安全通信中的應用將可能非常廣泛。