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Siliziumphotonik

300-mm-fähiger Prozess zur Integration von Bariumtitanat

30. Januar 2026, 12:00 Uhr | Iris Stroh

Querschnittsbild einer TEM-Aufnahme der BaTiO3/SrTiO3/Si(001)-Heterostruktur mit Ausschnittsvergrößerungen mittels hochauflösender Mikroskopie und Rasterkraftmikroskopie.

Veeco und imec haben einen 300-mm-fähigen Prozess zur Integration von Bariumtitanat in die Siliziumphotonik entwickelt. Basis ist ein neues MBE-Clustersystem für einkristalline BTO-Dünnschichten. Ziel ist eine skalierbare, kostengünstige Fertigung für künftige Datacom- und Photonik-Anwendungen.

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Veeco Instruments und das Forschungszentrum imec haben gemeinsam einen 300-mm-kompatiblen Fertigungsprozess entwickelt, der die Integration von Bariumtitanat (BaTiO₃, BTO) in Siliziumphotonik-Plattformen ermöglicht. Der Prozess ist für die Serienfertigung ausgelegt und stellt eine bislang einzigartige Lösung für die epitaktische Abscheidung von BTO auf Silizium dar.

Bariumtitanat gilt als vielversprechendes elektrooptisches Material, da es eine schnelle und zugleich energieeffiziente Lichtmodulation erlaubt. Damit eignet es sich für Anwendungen wie optische Hochgeschwindigkeits-Transceiver, Quantencomputer, LiDAR-Systeme sowie AR-/VR-Anwendungen. Bisher scheiterten entsprechende Integrationsansätze an Kosten und mangelnder Skalierbarkeit für die Massenproduktion.

Veeco hat nun erstmals ein auf Molecular Beam Epitaxy (MBE) basierendes Clustersystem geliefert, das speziell für die Abscheidung einkristalliner BTO-Dünnschichten auf 300-mm-Siliziumwafern ausgelegt ist. Das System unterstützt sowohl klassische als auch hybride MBE-Verfahren und ermöglicht eine reproduzierbarere und kostengünstigere BTO-Abscheidung als herkömmliche MBE-Ansätze.

Der Markt für optische Datacom-Transceiver soll von 2,9 Mrd. Dollar im Jahr 2024 auf 13,1 Mrd. Dollar bis 2030 wachsen. Um die Grenzen heutiger Siliziummodulatoren – etwa bei Leistungsaufnahme, Geschwindigkeit, Ansteuerspannung und Chipfläche – zu überwinden, sind neue elektrooptische Materialien wie BTO entscheidend. Bislang fehlten jedoch produktionsreife Lösungen. In Zusammenarbeit mit Veeco adressiert imec diesen Bedarf nun durch die Entwicklung skalierbarer Lösungen zur Integration von Materialien wie BaTiO₃ und SrTiO₃ auf 300-mm-Siliziumplattformen.