向“芯”突破！异质集成达成

近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所硅基材料与集成器件实验室研究员蔡艳、欧欣联合团队在电光调制器领域取得重要进展——通过“离子刀”异质集成技术，将铌酸锂与8英寸SOI（绝缘体上的硅）晶圆直接键合，成功制备通讯波段MZI型硅基铌酸锂高速电光调制器。该器件具有高速、高线性度等优势，将在ChatGPT AI芯片、数据中心、光通信芯片中有重要应用。

通过“离子刀”实现大尺寸晶圆级硅基铌酸锂异质集成材料与芯片

蔡艳、欧欣联合团队研究显示，铌酸锂薄膜与硅光芯片大面积低缺陷密度的集成，两者结合展现出优良的电光调制性能，在NRZ调制信号下传输速率达到88 Gbit/s，PAM-4调制信号下传输速率达到176Gbit/s，成功打破大尺寸铌酸锂晶圆的制备瓶颈。

据了解，电光调制器是光通信中的核心器件，低成本、可批量化生产的硅基电光调制器一直是国内外研究热点，全球光电领域科学家普遍认为异质与硅材料的集成，将有利于实现带宽和速率上的更高性能。目前，全球对薄膜铌酸锂的研发主要集中在3英寸、4英寸、6英寸晶圆上，蔡艳、欧欣联合团队在8英寸SOI平台上实现铌酸锂器件单片异质集成并进行性能测试，尚属国际首次，相关研究成果被国际光电子领域顶会2024年美国CLEO（Conference on Lasers and Electro-Optics）会议接受为口头报告。

八英寸硅基铌酸锂异质晶圆

目前，中国科学院上海微系统与信息技术研究所已实现6英寸光学级硅基铌酸锂异质晶圆的量产和批量供应（占有率超过80%），蔡艳、欧欣联合团队研究成果将为8英寸晶圆工程化进程再增一条极具前景的产业化技术线路。

通讯员：王荣会