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基于多晶硅波导的光学温度传感器
摘要：传统温度检测在传感精度和响应时间方面存在局限性，而基于热光效应的芯片级光电传感器可以提高测量灵敏度并降低成本。本文介绍了基于多晶硅（p-Si）波导的片上温度传感器，展示了双微环谐振器（MRR）和非对称马赫-曾德尔干涉仪（AMZI）传感器。实验结果表明，基于AMZI和MRR的传感器的灵敏度分别为86.6 pm/K和85.7 pm/K。本文提出的温度传感器与互补金属氧化物半导体（CMOS）制造技术兼容。得益于高灵敏度和紧凑的占地面积，这些传感器在光子电子应用领域显示出巨大的潜力。
基于...的完全主动-被动光子集成
摘要：合适的光电集成平台能够实现芯片级的众多应用系统，在快速增长的市场中备受期待。我们报告了一种基于硅基氮化镓的光子集成平台，并展示了基于该平台的光子集成芯片，包括光源、调制器、光电二极管 (PD)、波导和 Y 分支分路器。光源、调制器和 PD 采用相同的多量子阱 (MQW) 二极管结构，不会遇到其他光子集成方法面临的不兼容问题。波导结构 MQW 电吸收调制器具有明显的间接光调制能力，其吸收系数随施加的偏置电压而变化。结果成功验证了使用峰值发射波长为 386 nm 的近紫外光进行数据传输和处理。所提出的完全主动 - 被动方法具有简单的制造和低成本，为下一代光子集成提供了新的前景。
全向卫星间光通信器 (ISOC)
全向卫星间光通信器 (ISOC) 项目的目标是设计一种紧凑、轻便、节能的通信器模块，供太空卫星间使用。该模块将实现连续光通信，同时进行数据传输和接收，数据速率高达 1Gbit/s，适用于相距 200 公里的小型航天器。为了实现这一目标，需要设计一个具有全球面覆盖视场 (FOV) 的数据通信器。拟议的 ISOC 是一个十二面体几何阵列，由芯片级、基于 MEMS 的无万向节扫描镜组成，可提供可调节的光束指向和球面 FOV 覆盖，以便在任意相对位置的多个小型航天器之间进行不间断的数据传输。这种设计消除了已知的指向问题，并将实现多颗卫星之间的数据中继和相对导航控制。
背面埋入金属层技术的发展...
摘要 本研究开发了用于三维集成电路 (3D-IC) 的背面埋入金属 (BBM) 层技术。该技术在每个芯片背面的大片空白区域引入用于全局电源布线的 BBM 层，并与芯片正面布线并联。电源 (V DD ) 和地 (V SS ) 线的电阻因此而降低。此外，由于 BBM 结构埋入 Si 衬底中并具有金属-绝缘体-硅结构，因此可充当去耦电容。因此，引入 BBM 层可以降低电源传输网络的阻抗。3D-IC 的 BBM 层制造工艺简单，并且与后通孔硅通孔 (TSV) 工艺兼容。利用该工艺可以在 CMOS 芯片（厚度：43 µm）背面埋入由电镀 Cu（厚度：约 10 µm）组成的 BBM 层，并通过直径 9 µm 的 TSV 将 BBM 与芯片正面布线相连。 关键词 三维集成电路（3D-IC），背面埋入金属（BBM）层，硅通孔（TSV），供电网络 I. 引言 采用硅通孔（TSV）的三维集成电路（3D-IC）技术[1]–[5]是生产先进、高速、紧凑和高功能电子系统的有效方法。然而，堆叠多个芯片会导致电路设计的电源完整性问题。例如，由于可用于电源和地线的 TSV 数量有限，3D-IC 中的 IR 压降会增加。此外，在 3D-IC 中同时切换堆叠芯片时，会产生很大的同时切换噪声（di/dt 噪声）。这种同步开关噪声会在电源输送网络 (PDN) 中产生不可预测的电压变化，从而导致系统故障。为了解决这一电源完整性问题，不仅必须在电路板/中介层级降低 PDN 的阻抗，还必须在芯片级降低 PDN 的阻抗，并提高电源输送的可靠性。先前的研究提出了一些降低芯片级 PDN 阻抗的方法。第一种方法是加宽电源线/地线。这种方法非常简单，但由于线路资源有限，难以应用。
惯性传感与人工智能相遇：机遇还是……
摘要 — 惯性导航系统（INS）已广泛应用于智能交通系统中提供独立和连续的运动估计。近年来，芯片级惯性传感器的出现将相关应用从定位、导航和移动地图扩展到基于位置的服务、无人系统和交通大数据。同时，受益于大数据的出现以及算法和计算能力的提升，人工智能（AI）已成为在各个领域成功应用的共识工具。本文从传感器设计和选择、校准和误差建模、导航和运动感知算法、多传感器信息融合、系统评估和实际应用等各个方面回顾了利用AI技术增强惯性感知的研究。本文从近300篇相关出版物中筛选出30多篇代表性文章，总结了各个方面的现状、优势和挑战。最后，总结了AI增强惯性传感的九大优势和九大挑战，并指出了未来的研究方向。
电子制造应用中的底部填充材料分配
在某些应用中，无流动底部填充比毛细管流动底部填充更受青睐，因为其独特的特性和优势与制造工艺和性能要求非常吻合。在产量和效率至关重要的大批量生产环境中，无流动底部填充可以通过减少工艺步骤和处理操作来简化制造工艺。在高度自动化的装配线上，这可以节省大量时间和成本。在空间非常宝贵的地方，例如在移动设备、可穿戴电子产品和其他紧凑型消费电子产品中，能够通过一个步骤应用底部填充是非常有利的，因为减少的处理和加工还可以帮助保持小而精密的组件的完整性。对于 BGA 和芯片级封装组件，无流动底部填充也是一个优势。它能够在同一步骤中流动和固化，确保所有细间距连接都得到正确封装，而无需额外的工艺复杂性。
统计计量学：理解变异的工具
随着尺寸缩小和集成度提高，参数变化的重要性日益增加，了解和管理这种变化的需求也变得至关重要。统计计量是用于系统地表征和研究半导体制造中变化的工具和技术的集合。除了收集大量数据的方法外，人们还在开发重要的分析方法，以 (1) 将参数分布分解为晶圆级、芯片级和晶圆-芯片交互作用；(2) 模拟布局、工艺或其他因素对观察到的变化的空间效应。统计计量已用于研究层间介电体厚度和多晶硅临界尺寸变化，而产量改进、设计规则生成和变化影响分析的新应用将使统计计量成为未来制造和设计实践的重要组成部分。
连续被动态制备的实验...
在高斯调制的相干态量子密钥分发 (QKD) 协议中，发送方首先生成高斯分布的随机数，然后通过执行幅度和相位调制将其主动编码在弱激光脉冲上。最近，通过探索热源的固有场涨落，提出了一种等效的被动 QKD 方案 [B. Qi、PG Evans 和 WP Grice，Phys. Rev. A 97，012317 (2018)]。这种被动 QKD 方案特别适合芯片级实现，因为不需要主动调制。在本文中，我们使用以连续波模式运行的现成的放大自发辐射源对被动编码 QKD 方案进行了实验研究。我们的结果表明，通过应用光衰减可以有效抑制被动态准备方案引入的过量噪声，并且可以在城域距离内生成安全密钥。一个
硅基光子集成电路的最新进展和新兴应用
近年来，随着半导体器件在集成电路中的进一步小型化，功耗和数据传输带宽已成为难以逾越的障碍。光子集成电路 (PIC) 作为一种集成技术，在后摩尔时代具有广阔的前景，因其超高的处理速度和低功耗，在数据处理、通信和多样化传感应用方面具有更多优势。由于成熟的 CMOS 工艺，硅光子学被认为是实现 PIC 的一种令人鼓舞的解决方案。过去几十年来，硅 PIC 取得了巨大的增长。然而，仍然需要开发硅 PIC 来实现强大的芯片级系统和新功能。本文回顾了 PIC 的光子元件、功能块和新兴应用。常见的光子元件分为几个部分，包括片上光源、光纤到芯片耦合器、光子谐振器、基于波导的传感器、片上光电探测器和调制器。本综述中提到的 PIC 的功能模块是光子存储器和光子神经网络。最后，本文总结了有待进一步研究的新兴应用。