中红外量子级联激光器的光子集成（特邀）

中红外光子集成芯片在环保监测、医疗诊断和国防安全等领域具有广泛的应用前景,但激光光源与无源波导光路的片上集成仍是中红外集成光学需要攻克的关键难题之一。量子级联激光器（QCL）是中红外波段的重要半导体激光光源,文中介绍了近几年中红外QCL在光子集成方面的研究进展,包括InP基单片集成、硅基单片集成、硅基异质键合集成和III-V/锗混合外腔激光器。     

新型III-V族变形微盘硅基混合激光器

文章中,我们设计了一种连接一个Si的输出波导的新型III-V族变形微盘硅基混合激光器,并通过BCB键合技术以及标准光刻将其制备。相比于传统圆形微盘激光器,该激光器实现了激光从硅波导的定向发射以及单纵模输出。实验上,在连续电流操作下,我们获得了0.31 mW的输出功率以及27 dB的边模抑制比。     

Ⅲ - Ⅴ/Si混合集成激光器研究进展

硅基光互连技术是解决目前电互连制约瓶颈的有效手段,而实用化集成光源的制备对硅基芯片功耗的降低和尺寸的减小有着十分重要的意义。硅基集成激光器在过去的十多年间取得了一系列重要突破,其中III-V/Si混合集成激光器是近期最可能获得实际应用的方案之一。文章简要分析了硅基集成激光器的研究现状,重点介绍了III-V/Si混合集成激光器的研究进展,包括III-V/Si键合激光器和III-V/Si倒装焊激光器的发展和各自存在的问题,并预测了硅基集成激光器的发展方向。     

用途广泛的硅激光器

按照常规,人们认为硅材料是不能成为制作激光器的材料,这是因为它是一种间接带隙半导体.然而,Intel公司最近采用标准的互补型金属氧化半导体(CMOS)技术成功制造出硅波导,并首次验证了基于受激喇曼散射的连续波硅光学放大器和激光器.此项研究成果不仅表明了硅材料可以用作光放大和产生激光的光子材料,而且标志着这一成果是向在单一硅基底上单片集成电子和光子线路发展的里程碑.     

与CMOS兼容的硅基波导型光电探测器的研究

硅基波导型光电探测器作为一类重要的光电探测器,由于其能与标准的CMOS工艺兼容以及制备工艺简单等性能,因而在光电子单片集成方面具备广阔的市场应用前景.文章着重阐述了通过离子注入引入深能级、Ge/Si自组装岛、SOI波导共振腔增强和AlGaInAs-Si混合集成等四种方式来制备硅基光电探测器的研究现状和研究进展,并对四类器件的结构,制作工艺和光电性能指标进行了详细地介绍.     

中红外硅基光波导的发展现状

作为硅光子集成芯片中基本无源器件的硅基光波导是进行光信号传输的通道,其具有良好的性能,且与CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺相兼容因而得到广泛应用。用于电信和数据中心的硅光子集成电路已逐步走向商业化。近年来,中红外波段在自由空间通信、传感以及环境监测等领域的潜在应用受到研究者们的广泛关注。文中分析了中红外硅基光波导的研究现状,归纳了SOI(Silicon on Insulator)、GOSI(Ge-on-SOI)、SOS(Si on Sapphire)、GOS(Ge-on-Si)、SGOS(SiGe-on-Si)、SON(Si-on Si₃N₄)、GON(Ge-on Si₃N₄)等波导材料平台和SOPS (Si on Porous Si)、Undercut、Pedestal、Freestanding、Suspended、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)以及等离子体结构等制造工艺平台的研究成果。迄今为止,多数...     

键合法制备硅基1.55μm InP-InGaAsP量子阱激光器

在硅基上成功地制备出了1.55μm InP-InGaAsP量子阱激光器.设计并生长了适合于键合的量子阱激光器结构材料,通过直接键合技术,将Si衬底与InP-InGaAsP外延片键合到一起.剥离去掉InP衬底后,在5～6μm的薄膜上制备出20μm条形边发射激光器.室温下,阈值电流160mA(电流密度为2.7kA/cm2),功率可达10mW以上(在约350mA电流下),实现了1.55μm长波长边发射激光器与Si的集成.目前,该结果国际上还未见报道.     

硅基集成光电子器件的新进展

综述了硅基微纳激光器、调制器、探测器及光传输控制器件的最新研究进展.重点阐述了表面等离子体、量子阱、光子晶体及纳米光栅等新型结构在提高器件综合性能和降低器件尺寸方面的重大作用.同时,还展示了用标准互补金属氧化物半导体(CMOS)技术,实现硅基光子器件和电子器件在同一基片上微纳集成的巨大前景.     

异质集成微波光子器件发展现状

微波光子学利用光子技术实现微波信号的产生、传输、处理及控制,可突破传统微波技术在带宽、传输损耗和抗电磁干扰等方面的瓶颈,提升雷达、电子战等信息系统的综合性能.激光器、电光调制器和光电探测器是微波光子技术中的三种核心光电子器件,其性能对微波光子链路的噪声和动态等指标具有决定性的影响,但基于分立器件的微波光子系统体积、重量较大,难以满足雷达、电子战等系统的阵列化需求,硅基异质集成技术以及高密度低损耗片上光传输互连技术是解决有源器件集成和无源器件集成的关键技术.文章介绍了用于微波光子的硅基激光器、电光调制器、光电探测器和波导的异质集成技术的发展现状,并探讨了集成微波光子技术的发展趋势.     

键合法制备硅基1.55μm InP-InGaAsP量子阱激光器

在硅基上成功地制备出了1.55μm InP-InGaAsP量子阱激光器.设计并生长了适合于键合的量子阱激光器结构材料,通过直接键合技术,将Si衬底与InP-InGaAsP外延片键合到一起.剥离去掉InP衬底后,在5～6μm的薄膜上制备出20μm条形边发射激光器.室温下,阈值电流160mA(电流密度为2.7kA/cm2),功率可达10mW以上(在约350mA电流下),实现了1.55μm长波长边发射激光器与Si的集成.目前,该结果国际上还未见报道.     

用微硅层析法制作的微型硅传感器

主要介绍1种用硅的微机械加工技术研制的硅电容式传感器，采用电容层析法(ECT)技术可检测尺寸为50μm左右的微小粒子。其中的主要技术有硅材料的微机械加工技术，特厚光刻胶的匀胶曝光技术，微集成电镀技术。     

Silicon CREATiONS

正About SilicoN Creations Silicon Creations provides world class silicon IP for precision and general purpose timing(PLLs),SerDes and high-speed differential IOs.We have a deep commitment to our customer's success and to providing complete support.Our careful development procedures and strong QA result in robust and correct designs.And in our labs we comprehensively test all key blocks.As a     

硅光子学

硅光子学有六个主要研究领域,包括产生光、在硅中选择地引导和传输光、编码光、探测光、包装器件和智能地控制这一切光子功能。综述了以上各领域的研究进展。     

Silicon Microrefrigerator

We fabricated a silicon microrefrigerator on a 500-$mu$m-thick substrate with the standard integrated circuit (IC) fabrication process. The cooler achieves a maximum cooling of 1$^circ$C below ambient at room temperature. Simulations show that the cooling power density for a$hbox40times hbox40 muhboxm^2$device exceeds 500$hboxW/cm^2$. The unique three-dimensional (3-D) geometry, current and heat spreading, different from conventional one-dimensional (1-D) thermoelectric device, contribute to this large cooling power density. A 3-D finite element electrothermal model is used to analyze non-ideal factors inside the device and predict its limits. The simulation results show that in the ideal situation, with low contact resistance, bulk silicon with 3-D geometry could cool$sim hbox20 , ^circhboxC$with a cooling power density of 1000$hboxW/cm^2$despite the low thermoelectric figure-of-merit (ZT) of the material. The large cooling power density is due to the geometry dependent heat and current spreading in the device. The non-uniformity of current and Joule heating inside the substrate also contributes to the maximum cooling of silicon microrefrigerator, exceeding 30% limit given in one–dimensional thermoelectric theory$DeltaT_max=hbox0.5hboxZT_c^2$, where$T_c$is the cold side temperature. These devices can be used to remove hot spots on a chip.     

Silicon optics

Arroyo Optics, a flexible wavelength management solution manufacturer, and Lightcross Inc, a manufacturer of integrated, silicon-based optical products for telecoms equipment have agreed to merge. Arroyo Optics, the resulting company, will comprise technologies and products developed with over $50m of combined R&D capital provided by private equity investors. Both companies focus on products targeting fibre optics infrastructure applications.Visit www.three-fives.com for the latest advanced semiconductor industry news     

Silicon Photonics

After dominating the electronics industry for decades, silicon is on the verge of becoming the material of choice for the photonics industry: the traditional stronghold of III-V semiconductors. Stimulated by a series of recent breakthroughs and propelled by increasing investments by governments and the private sector, silicon photonics is now the most active discipline within the field of integrated optics. This paper provides an overview of the state of the art in silicon photonics and outlines challenges that must be overcome before large-scale commercialization can occur. In particular, for realization of integration with CMOS very large scale integration (VLSI), silicon photonics must be compatible with the economics of silicon manufacturing and must operate within thermal constraints of VLSI chips. The impact of silicon photonics will reach beyond optical communication-its traditionally anticipated application. Silicon has excellent linear and nonlinear optical properties in the midwave infrared (IR) spectrum. These properties, along with silicon's excellent thermal conductivity and optical damage threshold, open up the possibility for a new class of mid-IR photonic devices     

标准单元ASIC／FPGA的权衡与结构化ASIC

看来您已认定,采取购买并组装现成的专用标准产品(ASSP),如嵌入式控制器、外设芯片等,然后再编写您自己的软件这种做法将不能使您设计的产品与您竞争对手的产品有足够大的差别.因此,您会决定选择芯片级设计.两大硅平台竞争对手及其各自的折衷方案已经在各种工业论坛上引起广泛的争论.不过如果您刚涉足这场争论,则很有必要了解下述有关争论的概要.