Эпитаксия тонких пленок AlGaAs для фотонных интегральных микросхем

Эпитаксия тонких пленок AlGaAs для фотонных интегральных микросхем

GaAs представляет собой типичный полупроводниковый материал с прямой запрещенной зоной III-V, обладающий превосходными оптоэлектронными свойствами и высокой мобильностью, что делает его подходящим для производства высокоскоростных радиочастотных устройств. GaAs также может образовывать структуры с квантовыми ямами с GaAlAs, что еще больше улучшает характеристики светоизлучающих устройств (низкий пороговый ток, узкая ширина линии). Тонкопленочный эпитаксиальный материал GaAs/GaAIAs в настоящее время является наиболее широко используемым и ранее исследованным полупроводниковым материалом III-V, с отработанными процессами и характеристиками, подходящим для изготовления различных типов фотонных устройств, включая активные и пассивные устройства, и поэтому может достигать однократного чип интеграции различных фотонных устройств.

PAM-СЯМЫНЬможет предоставить пластины на основе GaAs со слоями AlGaAs нестандартной толщины для изготовления фотонных интегральных микросхем (PIC) на основе AlGaAs. Возьмем, к примеру, следующую тонкопленочную эпитаксиальную структуру:

Эпитаксия тонких пленок AlGaAs

1. Эпитаксия тонких пленок AlGaAs/GaAs

4-дюймовая эпитаксиальная пластина GaAs со слоем AlGaAs (PAM210223-ALGAAS)
Слой No. Эпи Материал Толщина
4 GaAs
3 Al0,7Ga0,3As
2 Al0,2Ga0,8As
1 Al0,7Ga0,3As 600нм
подложка GaAs

 

2. О фотонных интегральных микросхемах на основе эпитаксиальных пленок AlGaAs

PIC, также известный как фотонный чип, представляет собой микрочип, который включает в себя два или более фотонных компонента для формирования функциональной схемы.

Исследователи прикрепили тонкую пленку AlGaAs, полученную эпитаксиальным осаждением, к подложкам из оксида кремния посредством гетероинтеграции и использовали новейшую передовую технологию обработки платформы, чтобы создать волноводы с высоким контрастом показателя преломления при значительном снижении потерь при распространении волновода. В результате скорость квантовых источников света была увеличена в 1000 раз за счет резонансных полостей, образованных эпитаксиальным ростом тонких пленок AlGaAs, а эффективность в 1000 раз выше, чем у любой предыдущей технологии, что позволяет создавать миллиарды запутанных пар фотонов каждую секунду. из микроваттного лазерного луча, что значительно повышает скорость вычислений квантовых компьютеров.

В дополнение к значительному повышению производительности источников фотонов, потребляемая мощность, необходимая для получения источников фотонов на основе эпитаксии тонких пленок AlGaAs, также была снижена с 1,4 Вт до 100 мкВт, а объем уменьшен до размера меньше волоса. Преимущества тонкопленочных эпитаксиальных гетероструктур AlGaAs в интеграции лазерных диодов и других оптических устройств позволяют создавать сверхмалые размеры и высокоинтегрированные устройства, эффективно уменьшая размер и вес компонентов для удовлетворения практических приложений.

Фотонные интегрированные чипы, изготовленные методом эпитаксии тонких пленок, могут использоваться для создания более быстрых и энергоэффективных устройств. Это связано с тем, что тонкопленочные кристаллические эпитаксиальные PIC могут воспринимать с высочайшей точностью и очень эффективны при обработке и передаче данных. Их также можно интегрировать с традиционными электронными чипами и приложениями, охватывающими целый ряд отраслей, включая передачу данных и телекоммуникации, медицину и здравоохранение, машиностроение и транспорт.

 

Remark:
The Chinese government has announced new limits on the exportation of Gallium materials (such as GaAs, GaN, Ga2O3, GaP, InGaAs, and GaSb) and Germanium materials used to make semiconductor chips. Starting from August 1, 2023, exporting these materials is only allowed if we obtains a license from the Chinese Ministry of Commerce. Hope for your understanding and cooperation!

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресуvictorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.

Поделиться этой записью