研究人员在法国格勒诺布尔的电子和信息技术实验室的无尘室中进行混合III-V族/硅的激光制造工艺

照片来源：电子和信息技术实验室

据了解，利用新型硅光子工艺新研发的分布反馈式（DFB）激光器，结合了大规模集成电路技术，该分布式反馈（DFB）发射器的最大输出功率为4 mW，其边模抑制比（SMSR）为50分贝。在室温下进行的连续电动测试中，该激光器件在1300nm的波长处产生高达4 mW的输出功率，其中边模抑制比为50dB表明了良好的光谱纯度。虽然输出功率随施加的驱动电流的增加而变化，但激光阈值电流在50 mA至65 mA之间都是稳定的。

该混合激光器首次将完全CMOS兼容的200mm晶圆集成到混合III-V/Si分布反馈式激光器中，实验采用创新的激光电触点方法，没有使用一体化剥离。研究团队使用了局部硅增厚，在III-V材料增益部分下方制造了500nm厚的硅层。在使用深紫外（DUV）平版印刷术将布拉格光栅图案化到增益区域下方的加厚硅波导区域中之后，承载混合装置的关键元件的单个绝缘体上硅（SOI）和磷化铟（InP）与氧等离子体表面活化结合。本次利用晶圆制造工艺III-V族/硅混合激光器让激光器技术实现大规模生产成为可能。

未来，硅光技术应用将进一步商用，势必涉及优化设计的实施，包括使用非晶硅来提高发射功率水平，两个金属层的布线也将被用来提高当前的驱动能力，降低等效集成电路电阻等等方法。这种新工艺一旦研发成功，将在数据中心、高性能计算，甚至是未来安全通信中的应用将可能非常广泛。