3/9/2017,近日，微電子所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心閆江研究員團(tuán)隊(duì)在硅光子平臺(tái)開(kāi)發(fā)方面取得重要進(jìn)展，完成硅基波導(dǎo)集成的鍺探測(cè)器（圖1）和硅基調(diào)制器（圖2）的流片并取得優(yōu)良結(jié)果。
　　硅光子技術(shù)是集成電路后摩爾時(shí)代的發(fā)展方向之一，旨在利用基于CMOS工藝的大規(guī)模集成電路技術(shù)在硅基襯底上進(jìn)行光子器件和芯片的開(kāi)發(fā)，最終實(shí)現(xiàn)光電單片集成。硅光子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于充分利用成熟的CMOS基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)市場(chǎng)需要，實(shí)現(xiàn)低成本大規(guī)模量產(chǎn)。但光子器件和芯片的材料選擇和工藝流程與集成電路存在一定的差異，需要進(jìn)行相關(guān)工藝的開(kāi)發(fā)。近年來(lái)，歐美等國(guó)在硅光子領(lǐng)域已有大量投入和經(jīng)驗(yàn)積累，并逐漸形成產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。我國(guó)雖在分立器件的設(shè)計(jì)和制作方面成果顯著，但國(guó)內(nèi)尚無(wú)完善的硅光子工藝平臺(tái)，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的高端硅光子芯片基本都要在國(guó)外流片，導(dǎo)致成本高、周期長(zhǎng)、難以進(jìn)行工藝定制等問(wèn)題，很大程度上制約了我國(guó)硅光子技術(shù)的發(fā)展。
　　微電子所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心擁有一條完整的8英寸CMOS工藝線，2011年建成以來(lái)出色完成了多項(xiàng)國(guó)家重大科技專項(xiàng)課題。2015年，中心結(jié)合微電子技術(shù)和光電子技術(shù)融合的發(fā)展趨勢(shì)，果斷組織團(tuán)隊(duì)，依托先導(dǎo)中心CMOS工藝線進(jìn)行硅光子工藝技術(shù)的開(kāi)發(fā)。硅光子團(tuán)隊(duì)成立以來(lái)開(kāi)展了大量細(xì)致的研發(fā)工作，并與中科院半導(dǎo)體所、中電38所和武漢郵電科學(xué)院緊密合作，聯(lián)合成立了硅光子平臺(tái)開(kāi)發(fā)小組，發(fā)揮各單位優(yōu)勢(shì)，確立了硅光子平臺(tái)PDK方案，設(shè)計(jì)了硅光子無(wú)源和有源器件庫(kù)版圖，進(jìn)行了多次工藝流片實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)近兩年的努力，成功開(kāi)發(fā)了系列硅光子流片工藝模塊和初版PDK，其中標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)主要包括單模波導(dǎo)、Y-分支、光交叉器、耦合光柵等無(wú)源器件，而最近有源工藝的成功開(kāi)發(fā)，將向標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)中添加加熱電極、調(diào)制器和Ge光電探測(cè)器等有源器件。
　　此次有源器件流片的成功，加上先導(dǎo)中心2016年上半年開(kāi)發(fā)成功的硅光子無(wú)源工藝及器件（圖3），使微電子所硅光子平臺(tái)已具有為業(yè)界提供基于180nm 工藝的硅光子流片服務(wù)的能力，成為國(guó)內(nèi)首個(gè)基于8英寸CMOS工藝線向用戶提供完整硅光子MPW和定制流片服務(wù)的平臺(tái)，將為我國(guó)硅光子研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供有力支撐。


圖1.30Gb/s波導(dǎo)集成鍺探測(cè)器眼圖

圖2.30Gb/s MZI調(diào)制器眼圖

圖3. 硅光子無(wú)源器件

來(lái)源：先導(dǎo)中心 閆江 李志華 崔冬萌