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Silizium-Photonik

InP-DFB-Laser auf 300-mm-Silizium-Photonik-Wafer gebondet

07. Juni 2021, 09:54 Uhr   |  Iris Stroh

InP-DFB-Laser auf 300-mm-Silizium-Photonik-Wafer gebondet
© Imec

Imec bündelt seine Kräfte mit Sivers Photonics und ASM AMICRA, um die Hybridintegration von InP-Lasern und -Verstärkern in die Silizium-Photonik zu beschleunigen

Das Forschungsinstitut imec, Sivers Photonics und ASM AMICRA Microtechnologies haben gemeinsam InP-DFB-Laser (Indium-Phosphid-Laser mit verteilter Rückkopplung) von Sivers auf die Silizium-Photonik-Plattform (iSiPP) vom imec mithilfe der NANO-Flip-Chip-Bonder von ASM AMICRA integriert.

Dabei wurden die InP-DFB-Laserdioden mit einer Ausrichtungsgenauigkeit von 500 nm auf einen 300-mm-Silizium-Photonik-Wafer gebondet, was eine reproduzierbare Einkopplung von mehr als 10 mW Laserleistung in die Wellenleiter auf Siliziumnitrid-Basis auf dem Silizium-Photonik-Wafer ermöglicht.

imec will diese Technologie mithilfe seiner Partner im Laufe dieses Jahres als Prototyping-Service anbieten und damit den Einsatz der Silizium-Photonik in einer Vielzahl von Anwendungen von optischen Verbindungen über LiDAR bis hin zur biomedizinischen Sensorik beschleunigen. In der zweiten Hälfte des Jahres 2021 will Imec sein Integrationsportfolio außerdem um optische Halbleiterverstärker (Reflective Semiconductor Optical Amplifiers, RSOA) erweitern, bei denen ebenfalls das Know-how von Sivers ASM AMICRA zum Tragen kommen. Das imec geht davon aus, dass durch die Kombination der Expertise der drei Partner fortschrittliche Laserquellen mit externem Resonator möglich werden, wie sie für neue optische Verbindungs- und Sensoranwendungen benötigt werden. Anfang 2022 sollen entsprechende Lösungen verfügbar sein werden.

Mit der Zusammenarbeit hat das imec das bisherige Problem gelöst, dass viele Photoniksysteme auf Siliziumbasis heute auf externe Lichtquellen angewiesen, da es keine effizienten On-Chip-Lichtquellen gibt. Silizium selbst emittiert Licht nicht effizient, daher werden Lichtquellen aus III-V-Halbleitern, wie Indium-Phosphid (InP) oder Gallium-Arsenid (GaAs), typischerweise als separat gehäuste Komponenten implementiert. Diese Off-Chip-Laser weisen jedoch häufig höhere Kopplungsverluste, verbrauchen viel Fläche und zeichnen sich durch hohe Packaging-Kosten aus.

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