隨著集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入“后摩爾時代”，集成電路芯片性能提升的難度和成本越來越高，人們迫切需要尋找新的技術(shù)方案。近日，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所科研團(tuán)隊在鉭酸鋰異質(zhì)集成晶圓及高性能光子芯片領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，成功開發(fā)出可批量制造的新型“光學(xué)硅”芯片。相關(guān)研究成果8日在線發(fā)表于《自然》雜志。

當(dāng)前，以硅光技術(shù)和薄膜鈮酸鋰光子技術(shù)為代表的集成光電技術(shù)是應(yīng)對集成電路芯片性能提升瓶頸問題的顛覆性技術(shù)。其中，鈮酸鋰有“光學(xué)硅”之稱，近年間受到廣泛關(guān)注，哈佛大學(xué)等國外研究機(jī)構(gòu)甚至提出了仿照“硅谷”模式來建設(shè)新一代“鈮酸鋰谷”的方案。

“與鈮酸鋰類似，鉭酸鋰也可以被稱為‘光學(xué)硅’，我們與合作者研究證明，單晶鉭酸鋰薄膜同樣具有優(yōu)異的電光轉(zhuǎn)換特性，甚至在某些方面比鈮酸鋰更具優(yōu)勢?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡摺⒅袊茖W(xué)院上海微系統(tǒng)所研究員歐欣說，更重要的是，硅基鉭酸鋰異質(zhì)晶圓的制備工藝與絕緣體上硅晶圓制備工藝更加接近，因此鉭酸鋰薄膜可實(shí)現(xiàn)低成本和規(guī)?；圃?，具有極高的應(yīng)用價值。

此次，科研團(tuán)隊采用基于“萬能離子刀”的異質(zhì)集成技術(shù)，通過離子注入結(jié)合晶圓鍵合的方法，制備了高質(zhì)量硅基鉭酸鋰單晶薄膜異質(zhì)晶圓；同時，與合作團(tuán)隊聯(lián)合開發(fā)了超低損耗鉭酸鋰光子器件微納加工方法，成功制備出鉭酸鋰光子芯片。

歐欣表示，鉭酸鋰光子芯片展現(xiàn)出極低光學(xué)損耗、高效電光轉(zhuǎn)換等特性，有望為突破通信領(lǐng)域速度、功耗、頻率和帶寬四大瓶頸問題提供解決方案，并在低溫量子、光計算、光通信等領(lǐng)域催生革命性技術(shù)。

（中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)所供圖）

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來源： 科技日報