面向高性能计算机超结点的关键微纳光电子器件(14)

有望在硅基混合集成探测器的结构创新和性能上取得突破，推动纳米尺度新效应在器件中的应用，完成项目提出的研究目标。

硅基异质集成工艺：Si 是最成熟的微电子材料和良好的光波导材料，但其 本身的间接带隙特性决定了它的发光效率极低。目前长波长的发光器件、光接收 器件的有源区通常是由磷化铟(InP)系材料制作的，而 Ge材料制成的光电探测器性能优异，因此 Ge、III-V族和 Si材料混合集成将是制作微纳光电子集成芯片的重要手段。利用低温键合和外延生长等方式可将Ge和 III-V族材料在硅上集成，能够有效地将电路和发光器件、光接收器件集成在一起。

硅基微纳光电阵列器件制备与集成工艺： 目前已利用本单位的工艺条件分别实现了 16×16 硅基光开关矩阵和响应时间 100ps 量级的硅基光开关/调制器。另外，本研究组在国内首次探索了基于标准 CMOS 工艺线的硅基光子器件集成制造技术，依托中芯国际的 0.18μm CMOS 制程率先实现了弯曲波导、多模干涉仪、马赫-曾德干涉仪、倒锥/光栅型耦合器、微环/微盘谐振器等多种光子器件在同一个 SOI 基片上的大规模制备与集成，基本解决了多种光子器件之间、光学结构和电学结构之间的工艺相容性问题，为光交换阵列的研制打下了坚实基础。

中科院半导体所集成中心具有全套半导体加工设备：拥有线宽精度可达10nm量级的 Raith150 电子束曝光系统以及专门用来刻蚀 Si和 SiO2的 ICP 刻蚀设备，同时还拥有离子注入、磁控溅射、PECVD 等设备。厦门大学有超高真空化学汽相淀积（UHVCVD），ICP 刻蚀设备，XPS，TEM等微结构表征设备，以及完整的硅工艺线。国防科技大学拥有国内最先进的系统级微纳光电子集成芯片测试套设备。这些设备能够进行 10nm量级的微细加工和测试，从而实现纳米尺度的硅基光子集成。

5、课题设臵

课题 1 ： 微纳结构硅波导输出混合集成激光器的研究

预期目标：

1)基于光子晶体、等离激元、量子阱复合体系的物理分析模型，建立四维时 空并行仿真平台，用于新型微纳激光光源的分析与设计；

2)揭示基于特殊表面处理的低温键合技术中的物理化学机制，进行键合界面