为了制备高击穿电压薄膜,对高击穿电压材料有许多要求,[5,12]例如,介电常数要尽可能大,介电材料在硅衬底上必须是热力学稳定的。[6,8,13]目前对击穿强度的研究工作都是在PECVD/LPCVD上进行的,[10,14]但本实验采用ICP-CVD模型制备氮化硅薄膜,可以提供更多的能量,促进反应气体的分解,制备出击穿强度更大的薄膜。氮化硅薄膜中的氢含量对薄膜的击穿强度影响很大。[15]在薄膜的成分中,Si-H键在薄膜的组成中起着基础性的作用,随着薄膜中氢含量的变化,薄膜的电学性质将发生变化。 [6,16,17]当薄膜中氢含量较高时,硅的悬挂键会被H填充,会增加薄膜的稳定性,提高击穿强度。[18]但关于H含量与薄膜击穿电压的关系,在ICP-CVD机上进行的实验很少,结论也不完善,因此本实验采用ICP-CVD机进行薄膜沉积。[19,20]
区域,从而增强了光学强度。然而,如此高的光学结构增加了纳米级不均匀性引起的散射损失的敏感性。氮化硅是一种介电材料,具有相对较大的非线性指数系数和一个从紫外线到中红外的宽带透明度窗口。其折射率与二氧化硅形成鲜明对比允许高分并控制波导几何形状的分散体。在过去几年中,这个材料平台作为依赖KERR效应的非线性光学应用程序的主力,从微型BOMB的生成到副标。在本文工作中,我们专注于开发高级制造技术,以实现氮化硅波导的实现。仪表长的高填充波导据报道,有1.4 db/m的阶段损失创纪录的低损失和分散工程的mi- croResonators,质量为1900万。基于这项技术,我们证明了带有光电检测的重复速率的八度跨度相干微膜和小鳄鱼的设备面积小于1毫米2,即比艺术的状态小的数量级。高产量和超损坏Si 3 N 4波导也使我们在整合波导中的第一次连续波参数放大器也可以实现,当以相位敏感的模式运行时,表现出9.5 dB的增益为9.5 dB,噪声效率为1.2 db。
利用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 在低温下无损伤、无应力地沉积化学计量的氮化硅是微电子、微机电系统 (MEMS) 等各种应用领域中的一个重要课题。本研究研究了氮化硅 PECVD (LAPECVD) 过程中激光辅助对沉积的 Si 3 N 4 薄膜的物理和化学特性的影响。由于反应气体的分解作用增强,在 80 ◦ C 下用 193 nm 激光辅助的 LAPECVD 显示出比 PECVD 更高的沉积速率。此外,沉积的氮化硅薄膜的 N/Si 化学计量比和残余应力也得到了改善。当氮化硅直接沉积在有机发光二极管 (OLED) 上进行薄膜钝化时,LAPECVD 没有观察到电气损坏,这可能是因为激光辅助沉积在 OLED 表面覆盖了一层薄薄的氮化硅层,而传统的 PECVD 则因直接暴露于等离子体而导致离子轰击导致器件损坏。我们相信 LAPECVD 系统可用于各种下一代微电子行业,这些行业需要在低温 PECVD 期间以最小的损坏进行高质量的薄膜沉积。
便携式、经济高效的气体传感器在众多环境、生物医学和工业应用中越来越受欢迎,但目前的设备仅限于专门的实验室,无法扩展到一般用途。在这里,我们展示了一种光子芯片上灵敏度为十亿分之一的折射率气体传感器,该光子芯片基于用中孔二氧化硅顶包层功能化的氮化硅波导。通过监测集成不平衡马赫-曾德尔干涉仪的输出光谱模式来检测低浓度化学蒸气,该干涉仪的一个涂层臂暴露在气体蒸气中。我们分别对丙酮、异丙醇和乙醇获得了 65 ppb、247 ppb 和 1.6 ppb 的检测限。据我们所知,我们的片上折射率传感器基于光子集成电路提供了前所未有的低气体浓度检测限。因此,我们的研究结果预示着用于现场实时环境监测和医疗诊断的紧凑、便携和廉价设备的实现。
压缩态是连续变量 (CV) 量子信息处理的主要资源。为了以可扩展且稳健的方式实现 CV 协议,最好使用集成光子学平台生成和操纵压缩态。在本信中,我们展示了使用具有双泵四波混频过程的小型氮化硅微谐振器在射频载波边带中生成正交相位压缩态。我们记录的压缩噪声水平比光电流散粒噪声低 1.34 dB(0.16 dB),这相当于芯片上 3.09 dB(0.49 dB)的正交压缩。我们还表明,考虑泵浦场的非线性行为对于正确预测此系统中可以产生的压缩至关重要。这项技术代表着朝着创建和操纵可用于量子信息应用(包括通用量子计算)的大规模 CV 簇状态迈出了重要一步。
1 中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室,北京 100029;liyongliang@ime.ac.cn(YL);zhouna@ime.ac.cn(NZ);xiongwenjuan@ime.ac.cn(WX);zhangqingzhu@ime.ac.cn(QZ);duanyan@ime.ac.cn(AD);gaojianfeng@ime.ac.cn(JG);kongzhenzhen@ime.ac.cn(ZK);linhongxiao@ime.ac.cn(HL);xiangjinjuan@ime.ac.cn(JX);lichen2017@ime.ac.cn(CL);yinxiaogen@ime.ac.cn(XY);wangxiaolei@ime.ac.cn(XW);yanghong@ime.ac.cn(HY);maxueli@ime.ac.cn(XM); hanjianghao@ime.ac.cn (JH); tyang@ime.ac.cn (TY); lijunfeng@ime.ac.cn (JL); yinhuaxiang@ime.ac.cn (HY); zhuhuilong@ime.ac.cn (HZ); luojun@ime.ac.cn (JL); rad@ime.ac.cn (HHR) 2 中国科学院大学微电子研究所,北京 100049 3 北京有色金属研究总院智能传感新材料国家重点实验室,北京 100088 4 北方工业大学电子信息工程学院,北京 100144;zhangj@ncut.edu.cn (JZ); tairanhu1@gmail.com (TH); chrisaigakki@gmail.com (ZC) 5 中瑞典大学电子设计系,Holmgatan 10, 85170 Sundsvall,瑞典 * 通讯地址:lijunjie@ime.ac.cn (JL);wangguilei@ime.ac.cn (GW);wangwenwu@ime.ac.cn (WW);电话:+ 86-010-8299-5508 (WW)
免责声明 - 本信息按“原样”提供,不作任何陈述或保证。Imec 是 IMEC International(根据比利时法律成立的法人实体,名称为“stichting van openbaar nut”)、imec Belgium(由弗兰德政府支持的 IMEC vzw)、imec the Dutch(Stichting IMEC Nederland,由荷兰政府支持的 Holst Centre 的一部分)、imec Taiwan(IMEC Taiwan Co.)、imec China(IMEC Microelectronics (Shanghai) Co. Ltd.)、imec India(Imec India Private Limited)、imec Florida(IMEC USA 纳米电子设计中心)活动的注册商标。
a 电子和计算机技术系,卡塔赫纳理工大学,30202 卡塔赫纳,西班牙 b 马德里康普顿斯大学 Física Aplicada III 系,28040 马德里,西班牙 c 萨里大学离子束中心,吉尔福德 GU2 7XH,英国 d 研究所Tecnológico e Nuclear, Estrada Nacional 10, 2686-953 Sacavém, 葡萄牙 e 南岸大学工程、科学和技术学院, 103 Borough Road, London SE1 0AA, United Kingdom