比利時(shí)校際微電子(IMEC)和根特大學(xué)(Ghent University)的研究人員最近展示可在300mm晶圓上以單晶片形式生長的首款雷射陣列。

　　發(fā)表在《自然光子學(xué)》(Nature Photonics)期刊上的研究結(jié)果討論利用CMOS試產(chǎn)線直接在300mm矽基板上整合磷化銦(InP)雷射陣列單晶片。這更進(jìn)一步整合了光子整合電路(PIC)，其中光學(xué)訊號轉(zhuǎn)換可支援邏輯與記憶體晶片之間的晶片或封裝光學(xué)互連。

　　使用生產(chǎn)級金屬有機(jī)氣相外延法(MOVPE)生長的反應(yīng)器，磷化銦半導(dǎo)體選擇性地在預(yù)圖案化氧化物模板的晶圓上生長，從而在整個(gè)300mm基板上實(shí)現(xiàn)磷化銦波導(dǎo)陣列。

　　接著，周期性光閘結(jié)構(gòu)在這些波導(dǎo)頂層進(jìn)行蝕刻，從而提供雷射作業(yè)所需的光學(xué)反饋。透過雷射作業(yè)證實(shí)所有的測試設(shè)備都是由10層磷化銦雷射陣列所組成的。

　　在室溫下觀察典型的雷射閾值電力約20mW。研究人員并指出雷射性能沿著陣列發(fā)生少量變異，顯示異質(zhì)外延材料高品質(zhì)生長磷化銦。透過調(diào)整光閘參數(shù)，研究人員并展示其于整個(gè)陣列準(zhǔn)確控制雷射波長分布的能力。這項(xiàng)研究中所用的300mm CMOS試產(chǎn)線確保了一條可大量制造的路徑。

　　如今，研究人員正在研究如何生長更復(fù)雜的層疊，從而以1,300nm波長范圍實(shí)現(xiàn)雷射與發(fā)射的電子注入，以及整合矽基波導(dǎo)元件。