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针对节能硅互连的芯片集成锗 Pin 光电探测器的全面研究
摘要 — 光学互连是片上通信中铜基布线的有前途的替代品。集成 IV 族纳米光子学的最新进展应该能够解决与速度、能耗和成本相关的一系列挑战。单片集成锗 pin 光电探测器位于绝缘体上硅 (SOI) 波导上，是这一蓬勃发展的研究领域中不可或缺的设备。在这里，我们全面研究了异质结构 pin 光电探测器的光电特性。所有光电探测器均采用工业级半导体制造工艺在 200 毫米 SOI 基板上制造。在 1 V 的低偏置电压下，pin 光电探测器的暗电流为 5 nA 至 100 nA，暗电流密度为 0.404 A/cm 2 至 0.808 A/cm 2，响应度在 0.17 A/W 至 1.16 A/W 范围内，截止频率为 7 GHz 至 35 GHz。这些成就使它们有望用于以 40 Gbps 运行的节能光链路，器件能量耗散仅为每位几 fJ。
3D 高密度互连的测试和特性
和 Y 方向................................................................................................................................ 43 图 37：整体测试错位流程.................................................................................................... 44 图 38：电阻和电容值分布（W14 间距 =1.44μm）.................................................... 44 图 39：DFT 测试标准的历史......................................................................................................... 48 图 40：IEEE 1149.1 边界扫描测试......................................................................................................... 49 图 41：边界扫描寄存器（BSR）架构......................................................................................... 49 图 42：基于 IEEE 1149.1 的 3D DFT 架构（来源 [62]）.................................................... 50 图 43：IEEE Std 1500 包装器组件（来源 [58]）............................................................. 51 图 44：包装器边界寄存器（WBR）架构......................................................................................... 51 1500（来源 [62]）................................................. 52 图 46：IEEE 1687 概念网络 .............................................................................. 53 图 47：基于 IEEE P1687 的 3D DFT 架构（来源 [64]） ................................................ 53 图 48：串行控制机制（SCM）（来源：[68]） ................................................................ 55 图 49：WBR/DWR 面积与可用面积之比的变化作为
Su-8低损耗光学耦合互连的热稳定性在850 nm
摘要 - 在光子电路和组件之间的超低损失光学耦合在许多应用中至关重要，例如光子量子计算，传感或光学通信。本文通过表征其光学偶联效率（CE）和几何形状鲁棒性来表征基于SU-8的锥度光学互连的热稳定性，当时聚合物承受高温。在1分钟至120分钟内，将锥度从280°C加热到400°C。实验结果表明，耦合效率降解与高温期的持续时间是线性的，而温度和持续时间之间的关系则符合定义的CE损失的对数模型。它提供了一种有用的方法来预测超过给定CE损失之前的最大温度和持续时间，因此可以预测材料处理的最大评分。提取了最大0.1 dB光学耦合降解的极限温度持续曲线。然后证明SU-8龙头可以承受300°C的温度最多9分钟，而350°C的温度最多可容纳1分钟和30 s，而光损失小于0.1 dB。锥度的结构机械稳定性被确认为400°C，持续1小时，远高于上述光学极限。
晶圆级测试对先进 CMOS 互连可靠性评估中电迁移磨损报告的有效性
在本研究中，通过标准晶圆级 (WL) 和 PL (PL) 测试评估电迁移 (EM) 铜线的可靠性。由于这些测试的速度非常快，因此与所有可靠性研究一样，主要问题之一是报告在使用条件下发生的故障现象的有效性。众所周知，WL 已被广泛用于在高应力条件下对大批量进行快速 EM 工艺监控。另一方面，在工艺鉴定方案中使用应力条件较低的 PL 测试。我们将本研究的后续内容作为参考，通过各种工艺评估 WL 测试结果。因此，本文讨论了 WL 与 PL 相比，在有效报告不同 Cu 线工艺修改的可靠性性能变化方面的能力。从寿命变化和标准偏差演变方面比较了 WL 可靠性和 PL 可靠性的结果。仅发现有限的相关性，这表明两种方法的故障机制并不相同。此外，本研究的结果强调了定义与大容量监控兼容的新的可靠的电磁测试结构和方法的必要性。
超低损失（ULL）互连
1。引入量子信号的独特特征，例如插入和叠加，使它们非常容易受到环境干扰的影响。因此，量子应用的成功取决于单光子的传输和操纵的可靠性。超低损耗光纤连接器在这种情况下起着关键作用，是量子设备之间的关键联系。标准连接器可能会引入重大损失，从而损害了量子通信的保真度。超低损耗连接器通过最大程度地减少信号降低并保持量子状态的完整性来应对这一挑战。2。量子光子量子应用中的光纤连接器需要组合精确的，耐用性和高性能在非常专业的条件下可靠地发挥功能。钻石的E-2000®和MiniAvim®连接器即使受到挑战性的环境因素，也是由于其出色的光学性能，鲁棒性和适应性的原因而脱颖而出。e-2000®特别以其集成的快门机械性而闻名，该机构可保护纤维末端面部免受污染和损害，从而确保随着时间的推移一致的性能。另一方面，MiniAvim®由于其紧凑，轻巧的设计与坚固的可靠性相结合而受到重视，使其成为挑战性环境条件（例如极端温度和振动）的首选连接器。3。在所有制造和组装过程中，必须测量这些参数并控制在控制之下。此外，Diamond的真空进料提供了在超高真空（UHV）和低温条件下运行的量子系统的关键界面解决方案。旨在实现跨真空屏障的预先和有效的光线传输，此进料可确保在将光学组件整合到量子环境中时，可确保最小的信号损失和最佳性能。Diamond的先进技术和工程确保这些解决方案满足量子研发的严格要求，提供无与伦比的可靠性和光学精确度。插入损失的原因只能通过控制多个参数，例如： - 套圈特性：直径，形式和精度孔直径和同心性来保证连接器的光学性能； - 抛光参数； - 端面瑕疵（划痕，凹坑和污染）； - 纤维核的侧面和角度未对准。横向未对准是单模连接器中插入损失的最重要贡献者。纤维制造商通常会指出最大的核心对偏心。0.5微米和±1微米内的覆层直径精度。
项目名称 用于感测及光学互连的硅光子集成电路 负责人曾汉基教授 (电子学系)
项目名称 用于传感和光学互连的硅光子集成电路 负责人 曾汉基教授（电子工程系） 工学院院长、伟伦电子工程学教授 成员 易丹博士 博士（电子工程），2022 年 陈吴大卫博士 博士（电子工程），2023 年 周学桐博士 博士（电子工程），2023 年 项目描述 本项目旨在开发下一代硅光子集成电路技术，该技术可以提高系统性能，使其超越纯微电子集成电路所能达到的水平。 该团队的核心专业知识是硅光子学，这是中大二十多年的研究成果。作为亚洲最早开发硅光子学的团队之一，该团队拥有一些最先进的硅光子设计，可用于提高通讯设备、3D 成像和量子信息系统的性能。遵循微电子行业无晶圆厂设计业务模式的成功范例，我们将专注于设计，同时利用现有的代工厂制造光子集成电路 (PIC)。该团队将构建子系统，用作其他公司生产的产品的核心组件。他们的产品将包括用于数据中心互连的基于硅光子的 1.6 和 3.2 TbE 光学引擎，以及用于医疗设备和工业计量的小型手持式光学相干断层扫描 (OCT) 成像系统。创始成员包括电子工程系的曾汉基教授、易丹博士、陈吴博士和周学桐博士。曾汉基教授是工程学院院长和伟伦电子工程教授，在硅光子学方面拥有超过 23 年的研发经验，包括成功将新产品推向市场。易丹博士于 2022 年获得中大博士学位，并荣获工程学院最佳论文奖。 David WU Chan 博士于 2023 年获得博士学位，并开发出最先进的工作速度超过 400Gb/s 的硅调制器。周学桐博士于 2023 年获得博士学位，并开发出最先进的先进光纤到芯片接口，该接口可提供同类最佳的性能，具有高耦合效率（耦合损耗小于 0.9dB）和宽工作带宽。
第 22 章：2D 和 3D 架构的互连
过去 50 年来，摩尔定律一直推动着微电子行业的发展，它为硅片的缩小和不同 IP（知识产权）电路的同质 SoC（系统级芯片）集成提供了模板。展望未来，随着封装和微系统的物理、电气、热学和热机械属性的变化，HI 日益成为摩尔定律的补充，提供更完善的功能 [1-7]。现有和新型先进封装架构是维持和促进微电子行业增长的主要推动因素 [8-22]。这些架构支持新型异构 SiP（系统级封装）配置，以实现成本性能优化的微电子系统。近年来，许多使用先进 HI 的产品纷纷问世，证明了这一领域的重要性 [23-28]。