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Integración de la fotónica con la nanoelectrónica de silicio para la próxima generación de sistemas en un chip

  • 0Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA. atabaki@mit.edu.
Nature +

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20 de abril de 2018

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20 de abril de 2018

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Resumen

Este resumen es generado por máquina.

Este estudio integra la fotónica con chips de semiconductores de óxido metálico complementarios (CMOS) a granel, lo que permite transceptores ópticos de alta velocidad en un solo chip. Esta innovación aborda la necesidad de interconexiones ópticas de alto ancho de banda en los centros de datos y la informática.

Área De La Ciencia

  • Integración fotónica y nanoelectrónica.
  • La fotónica de silicio y la tecnología de semiconductores de óxido metálico complementario (CMOS).

Sus Antecedentes

  • Las nanotecnologías de silicio actuales se enfrentan a limitaciones en la integración de funciones fotónicas debido a los sustratos de silicio a granel.
  • Las demandas futuras requieren el aprovechamiento de la física complementaria de las tecnologías electrónicas y fotónicas a través de soluciones integradas.

Objetivo Del Estudio

  • Para introducir la fotónica en los chips CMOS de silicio a granel.
  • Desarrollar transceptores ópticos de alta velocidad para interconexiones ópticas de alto ancho de banda.

Principales Métodos

  • Se deposita una capa de silicio policristalino en las islas de óxido de silicio junto a los transistores dentro de un proceso CMOS masivo de transistores de 65 nanómetros.
  • Guías de ondas ópticas fabricadas, resonadores, moduladores ópticos y fotodetectores de avalanchas en esta capa.
  • Integró la plataforma fotónica dentro de una fundición microelectrónica de obleas de 300 milímetros de diámetro.

Principales Resultados

  • Realizó con éxito guías de onda ópticas, resonadores, moduladores ópticos de alta velocidad y fotodetectores de avalanchas.
  • Transceptores ópticos integrados de alta velocidad que funcionan a diez gigabits por segundo.
  • Se ha demostrado la multiplicación por división de longitudes de onda en un solo bus óptico utilizando millones de transistores.

Conclusiones

  • Este enfoque de integración desacopla la formación de dispositivos fotónicos de la formación de transistores, logrando el rendimiento y la escalabilidad del sistema en un chip.
  • La plataforma desarrollada ofrece una vía para integrar la fotónica con la nanoelectrónica de última generación.
  • Esta tecnología aborda la demanda de interconexiones ópticas de alto ancho de banda en centros de datos y computación de alto rendimiento.

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