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基于芯片的 3D Systems 的光子中介层工艺集成
摘要 — 为了突破电气链路的带宽和延迟限制，高性能计算集成的下一个突破最终将通过光子技术和片上光网络 (ONoC) 实现。这项工作介绍了 ONoC 的整体架构，并报告了在 200 mm Leti 平台上 SOI 晶圆上的 Si 光子中介层的详细集成和制造。已成功实现了在 1310 nm 波长下工作的有源光子电路、12 µm 直径 100 µm 高度的硅通孔 (TSV) 中间工艺、带有 µ 柱的四层金属后端线路 (BEOL) 和加热器上方带有热腔的背面重分布层。横截面的形态表征评估了工艺发展和集成结果。在有源光子末端和 TSV / BEOL 工艺之后，在肋和深肋结构上测量的光传播损耗以及在单偏振光栅耦合器 (SPGC) 结构上的插入损耗均未显示偏差。 TSV 中间电阻经评估低于 22 mΩ，成品率大于 95%。最后，讨论了功能性 ONoC 系统所需的所有单个工艺块，尤其是环形调制器，以及它们成功优化的协同集成。
光子芯片互连通过3D-Nanoprinted interposer
在过去的几十年中，已经使用多种不同的波导材料研究了光子综合电路（PIC），并且每种都在特定的关键指标中脱颖而出，例如有效的光发射，低传播损失，高电位效率和批量产生的潜力。尽管进行了持续的研究，但每个平台都表现出继承的缺点，结果刺激了混合和异质整合技术的研究，以创建更强大的跨平台设备。这是结合每个平台的最佳属性；但是，它需要针对材料系统的每种不同组合的特殊设计和其他制造过程的专门开发。在这项工作中，我们提出了一种新型的混合整合方案，该方案利用3D-Nanoprint的插入器实现光子chiplet互连系统。此方法代表了一个通用解决方案，可以很容易地在任何材料系统的芯片之间进行杂交，每个材料系统都在其自己的技术平台上制造，更重要的是，单个芯片的既定过程流程没有变化。开发出具有亚微米准确性的快速印刷过程，以形成芯片耦合框架和纤维引导漏斗，实现高达5：2的模式场差异（MFD）转换率（从SMF28光纤到4 µm×4 µm模式在Polymer waveide中，我们的知识尺寸为afters afters to Propuly Waverguide smf28纤维到4 µm×4 µm模式）纳米折叠成分。此外，我们在1480 nm至1620 nm之间的140 nm波长范围内，在硅和INP芯片之间证明了具有2.5 dB的死与DIE耦合损失的光子芯片互连系统。该混合集成计划可以桥接不同的波导材料，从而支持更全面的跨平台集成。