随着需求更快的数据传输速率,这只是一个时间问题硅光子学是完全实现。
随着需要更快的数据传输速率,从电到光信号的数据处理是不可避免的。铜布线跟不上即将到来的数据中心带宽要求多媒体流和高性能计算等应用程序。一种技术,可以使真正的光通信是硅光子学。硅是透明的IR和兼容1.3µm和1.55µm波长与光纤一起使用。虽然传统III-V光电设备需求仍在,硅光子学提供一个低成本的解决方案的优势,可以与CMOS集成通过传统硅处理。
图1:硅光子学测试模具。
所以硅光子芯片是如何制造的?在大多数情况下,使用SOI晶片。高对比度的折射率之间的硅和氧化埋层或覆盖层顶部(氧化或氮化)内反射。在一个典型的工艺流程,硅蚀刻两个深度——一个深度定义特性如光栅或肋骨,而另一个深度蚀刻整个厚度的氧化埋隔离组件。活跃的设备,如调节器或光电探测器掺杂形成PN或销连接。接触和金属化这些活跃的设备加电连接,而光缆安装符合诸如聚焦光栅耦合器。
图2:硅光子学测试死前包层删除显示结构,(a)的特写镜头马赫曾德耳调制器和(b)定向耦合器。
硅光子学处理可能听起来简单的相比,制造最先进的逻辑设备,但制造业挑战无处不在。即使英特尔finFET制造技术的领导者,花了16年时间开发第一个硅光子学产品今年开始前出货。例如,由于薄膜厚度选择最佳的光传输,过程变化改变波导几何——像不均匀腐蚀深度或胎侧的角度——可能导致不必要的双折射或传播损耗。片上处理的挑战之外,设备包装可能包括集成光源(激光)和光纤,添加一组不同的设计和制造的挑战。这些挑战需要解决的设计工具(软件、建模),可以帮助工程师理解过程的可变性和包装问题固有的硅光子设备以便新的硅光子学设备可以更快地达到商业化。
虽然目前硅光子学的应用主要是在数据中心的世界里,也有越来越多的高带宽要求在传统逻辑和内存和板载芯片。硅光子学现在证明是可制造的、光学互联不再像一个白日梦,只有很多的研发(和时间)之前的愿景硅光子学是完全实现。
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