光庫科技：薄膜鈮酸鋰混合集成器件應(yīng)用與挑戰(zhàn)

對于半導(dǎo)體電子集成與光子集成的不同點。在集成度上，PIC 元件尺寸遠(yuǎn)大于 EIC，104 /chip for PIC vs. 1012 /chip for digital EIC, 與 RFIC 相近。在功耗上，激光器、調(diào)制器、放大器等有源器件的功耗大，相關(guān)的電子器件功耗比光器件本身的功耗又大很多，熱管理非常困難。在集成方式上，光子集成目前只能做混合集成，電子集成可以做到異質(zhì)集成。在封裝方式上，電引腳（pin）和 光“引腳”（fiber）的區(qū)別。

InP 和 SiPh 光子集成

以硅光子 SiPh 調(diào)制器為例，三種機制——carrier-accumulation、carrier-injection、carrier-depletion，常用的 Push-Pull Carrier-depletion，集成度高、可擴(kuò)展性好、CMOS 兼容工藝，短距傳輸性價比好，自由載流子吸收導(dǎo)致高插損和調(diào)制效率低、驅(qū)動回路阻抗受摻雜濃度和施加電壓影響、插損 / 帶寬彼此制約、激光器集成仍未解決。

鈮酸鋰產(chǎn)品線介紹——產(chǎn)品線始于意大利米蘭 Pirelli 研究實驗室

通過多次并購，強大的技術(shù)和生產(chǎn)團(tuán)隊一直致力于開發(fā)和發(fā)展用于通信、設(shè)備和傳感的最先進(jìn)的光學(xué)調(diào)制器產(chǎn)品。2019 年，Lumentum 意大利與光庫科技簽訂資產(chǎn)購買協(xié)議，2020 年 1 月完成交割。芯片 Fab 在意大利米蘭，封裝在泰國曼谷 Fabrinet。

光波導(dǎo)尺寸縮小，電極距離降低，電場強度增強 Vπ L 縮小 5-10 倍，驅(qū)動電壓降低（或長度變短）長度略有減小，帶寬略有提高折射率差無改進(jìn)，彎曲半徑無縮小仍然難以集成

薄膜鈮酸鋰光子集成

介紹了 SmartCut 技術(shù)。1992 年法國 CEA-Leti 電子技術(shù)研究所的 Michel Bruel 發(fā)明 SmartCut 技術(shù)，用 SmartCut 技術(shù)可以將納米級厚度的單晶硅薄膜轉(zhuǎn)移到承載基底上，SmartCut 成為 Silicon-on-Insulator（SOI）的技術(shù)基礎(chǔ)之一，Soitec 從 CEA-Leti 獨立出來專門研發(fā) SOI 和 SmartCut 技術(shù)并生產(chǎn)設(shè)備。也介紹了鈮酸鋰薄膜材料(LNOI)制作。

關(guān)于薄膜鈮酸鋰光波導(dǎo)(TFLN WG)制作半，導(dǎo)體工藝在 LNOI 上制作 TFLN WG (RIE, ICP-RIE, CMP)，光子層器件保持鈮酸鋰材料的優(yōu)點：低插損、高折射率、高電光系數(shù)。

薄膜鈮酸鋰光子集成與其他光集成平臺的比較

最后，也指出了薄膜鈮酸鋰光子集成面臨的挑戰(zhàn)。

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