Si 基光子集成电路 (PIC) 将光学活性元件单片集成在芯片上,正在改变下一代信息和通信技术基础设施 1。在寻找基本的直接带隙的过程中,人们对 IV 族半导体合金进行了深入研究,以获得电泵浦连续波 Si 基激光器。沿着这条路径,已经证明可以通过化学计量和应变工程将新开发的 GeSn/SiGeSn 异质结构的电子带结构调整为直接带隙量子结构,从而为激光提供光增益 2。在本文中,我们介绍了一种多功能电泵浦激光器,它在低温下发射近红外波长为 2.35 µm 的低阈值电流为 4 mA(5 kA/cm 2)。它基于 6 周期 SiGeSn/GeSn 多量子阱结构,沉积在具有弛豫 Ge 缓冲层的 Si 衬底上。通过定义一个圆形台面结构来制作小尺寸微盘腔激光器,该结构蚀刻穿过层堆栈直至 Si 衬底。随后,通过去除此区域的 Ge 缓冲层,将盘的边缘蚀刻 900 nm。剩余的 Ge 基座用作 p 接触区以及激光器的散热器(图 1 a、b)。在这个简单的结构中,由于 SiGeSn 的导热性较差,有源区的实际晶格温度比热浴 T b 高约 60K。但是,激光器在 T b =40K 以下以连续波 (CW) 模式工作,但也可以在 T b =77K 时以直接调制模式高效工作至 ns 脉冲。
摘要 - 高速和功率电路的设计复杂性增加到更高的操作频率。因此,此手稿概述了如何使用两个可切换除法比率为4和5的双重模数预分量器设计和优化完全差异的发射极耦合逻辑(ECL)门。第一个预拉剂被优化为最高的运行频率,分别为5和4的分别为142 GHz,甚至166 GHz。此外,另一位预拉剂已针对广泛使用的80 GHz频段进行了优化,该频段已由汽车行业大量促进,并且该域中有大量组件。可以在具有较宽的除法比率范围的完全可编程频率分隔线中使用两个预分量员。作为对具有出色噪声性能的频率转换设备的添加期噪声的测量非常具有挑战性,因此在理论上进行了讨论,并实际上进行了。在100 Hz的集成极限内,测得的抖动在500 AS和1.9 FS之间,最高为1 MHz偏移频率。
PIC SOI 晶圆上的附加光子设计层以及 BiCMOS BEOL 层 LBE 局部背面蚀刻模块可用于局部去除硅以提高无源性能(适用于所有技术) TSV 模块是 SG13S 和 SG13G2 技术中的附加选项,可通过硅通孔提供 RF 接地以提高 RF 性能 MEMRES 基于 SG13S 技术中的电阻式 TiN/HfO 2-x/TiN 开关器件的全 CMOS 集成忆阻模块。还提供包括布局和 VerilogA 仿真模型的工艺设计套件。 TSV+RDL 模块是 SG13S 和 SG13G2 技术中的附加选项,在 BiCMOS 上提供带有单个重分布层的 TSV
在这项工作中,我们研究了固有的SI 0.06 GE 0.94 /gE塑料放松的异质结构的有效背景电荷密度(001)。hall效应测量和电容 - 电压填充显示在名义上固有的层中具有p型电导率,在10 15 cm 3中间的孔浓度在50至200 k的温度下,孔的浓度为孔。此外,通过深层瞬态光谱法发现位于中间隙位置的一个主要孔陷阱。载体捕获动力学测量值可以解释为由于点缺陷的组合,可能被困在扩展缺陷的应变场中,即螺纹脱位。
PIC SOI 晶圆上的附加光子设计层与 BiCMOS BEOL 层一起 LBE 提供局部背面蚀刻模块,用于局部去除硅以提高无源性能(适用于所有技术) TSV 模块是 SG13S 和 SG13G2 技术中的附加选项,可通过硅通孔提供 RF 接地以提高 RF 性能。 MEMRES 基于 SG13S 技术中的电阻式 TiN/HfO 2-x/TiN 开关器件的完全 CMOS 集成忆阻模块。还提供包括布局和 VerilogA 仿真模型的工艺设计套件。 TSV+RDL 模块是 SG12S 和 SG13G2 技术中的附加选项,在 BiCMOS 上提供具有单个重新分布层的 TSV
采用减压化学气相沉积法在 Si 0.4 Ge 0.6 虚拟衬底(VS)上循环外延生长 Ge/SiGe 超晶格,制备了三维(3D)自有序 Ge 纳米点。Ge 纳米点采用 Stranski-Krastanov 机理形成。通过 Ge/SiGe 超晶格沉积,分别获得了沿垂直和横向的点上点排列和〈100〉排列。研究了 Ge 纳米点的刻面和生长机制以及排列的关键因素。观察到两种类型的 Ge 纳米点:由 {105} 面组成的类金刚石纳米点和由 {113} 和 {519} 或 {15 3 23} 面组成的圆顶状纳米点。Ge 纳米点倾向于直接在前一周期的纳米点上方生长,因为这些区域表现出由埋藏的纳米点引起的相对较高的拉伸应变。因此,这种点对点对准对 SiGe 间隔层厚度很敏感,并且当 SiGe 间隔层变厚时,这种对准会变差。由于超晶格和 VS 之间的应变平衡,SiGe 间隔层中 45% 至 52% 的 Ge 含量会影响 Ge 纳米点的横向对准和尺寸均匀性。通过保持应变平衡,可以改善 3D 对准 Ge 纳米点的排序。© 2023 作者。由 IOP Publishing Limited 代表电化学学会出版。这是一篇开放获取的文章,根据知识共享署名 4.0 许可条款分发(CC BY,http://creativecommons.org/licenses/ by/4.0/ ),允许在任何媒体中不受限制地重复使用作品,前提是对原始作品进行适当引用。[DOI:10.1149/ 2162-8777/acce06 ]
相干技术目前正在深入讨论短距离内的光学互连。本文报告了先前工作的进度,该工作分析了从C-到O带光学方面的好处,以实现数字信号处理。在这里,我们研究了将连贯的方法适应已建立的数据中心互连技术(PSM4)的可行性。这种类似PSM4的实现带来了对激光漂移的弹性大大提高的好处,从而减少或消除了对温度稳定激光器的需求,这通常假定是相干收发器的需求。分析取决于SIGE光子BICMOS技术中相干接收器的先前实验实现的部分模拟参数。此外,我们还利用了有关在20 nm波长窗口上优化O-带2D光栅耦合器在效率和低极化依赖性方面的最新结果。我们将这些耦合器确定为启用类似于PSM4的实现的构建块。©2023作者。代表日本应用物理学会出版,由IOP Publishing Ltd
摘要 - 对于任何微电动机械系统(MEMS)设备的工厂最为明显的挑战之一,是该设备的低成本和高吞吐包装,以保护其免受环境颗粒,水分和配置的影响。在这项工作中,通过晶状级别CMOS(BICMOS)技术的130 nm双极CMOS(BICMOS)技术的RF-MEMS开关单一地整合到基于铝的后端线(BEOL)中,这是通过晶状级级别的薄级薄薄薄层薄层包装(WLE)。在晶片级封装包装之前,开发并证明了用于释放MEMS设备的湿式和蒸气释放技术。最终装置的封装是用Ti/Tin/Tin/Alcu/Ti/Tin层的堆栈实现为3- µm金属网格的晶圆级包装的。最后,将具有高沉积速率(HDR)的二氧化硅沉积过程用于释放孔的完整封装。通过低频C - V和D-Band时高频S-参数测量值评估了封装对RF-MEMS开关性能的影响。结果指示设备的完整功能,没有明显的性能下降。封装不需要额外的掩码,并且将其开发为8英寸晶圆级工艺,因此为RF-MEMS设备封装和包装提供了低成本和高吞吐量解决方案。
摘要 — 介绍了一种用于 300 GHz 左右高速通信的宽带三级伪差分 SiGe 互连双极晶体管 (HBT) 功率放大器 (PA)。该放大器采用实验性的 130 nm SiGe BiCMOS 技术制造,ft / f max 为 470/650 GHz。建议使用非对称耦合线变压器在所有放大器接口处进行器件电抗补偿,以促进宽带阻抗变换。该放大器的最大小信号功率增益为 23.0 dB,P sat /OP 1 dB 分别高达 9.7/6.7 dBm。它在小信号操作中显示 63 GHz(239-302 GHz)的 3-dB 带宽,在饱和时显示 94 GHz(223-317 GHz)的 3-dB 带宽。该放大器在 3 V 电源电压下消耗大约 360 mW,在 260 GHz 时产生 1.95% 的峰值功率附加效率 (PAE)。
摘要 — 本文提出了一种高效宽带毫米波 (mm-Wave) 集成功率放大器 (PA),该放大器采用了基于低损耗槽线的功率组合技术。所提出的基于槽线的功率合成器由接地共面波导 (GCPW) 到槽线的过渡和折叠槽组成,可同时实现功率合成和阻抗匹配。该技术提供了一种宽带并联-串联合成方法,可增强毫米波频率下 PA 的输出功率,同时保持紧凑的面积和高效率。作为概念验证,我们在 130 nm SiGe BiCMOS 后端 (BEOL) 工艺中实现了紧凑的四合一混合功率合成器,从而使芯片面积小至 126 µ m × 240 µ m,测量的插入损耗低至 0.5 dB。3 dB 带宽超过 80 GHz,覆盖整个 G 波段 (140-220 GHz)。基于此结构,采用 130 nm SiGe BiCMOS 技术制作了高效毫米波 PA。三级 PA 实现了 30.7 dB 的峰值功率增益、40 GHz 的 3 dB 小信号增益带宽(从 142 GHz 到 182 GHz)、测量的最大饱和输出功率为 18.1 dBm,峰值功率附加效率 (PAE) 在 161 GHz 下为 12.4%。极其紧凑的功率合成方法使核心面积小至 488 µ m × 214 µ m,单位芯片面积的输出功率为 662 mW/mm 2 。