銅ダマスカス法を用いた高性能薄膜タンタル酸リチウム変調器

科学分野:

• フォトニクスおよび材料科学;集積光学;半導体製造

背景:

• 電気信号から光信号への変換は、光通信にとって不可欠であり、エレクトロニクスとのコインテグレーションが求められています。薄膜タンタル酸リチウム（TFLN）は有望な電気光学プラットフォームですが、マイクロエレクトロニクスプロセスとの統合には課題があります。

研究 の 目的:

• TFLN変調器のエレクトロニクス互換性のある製造アプローチを開発すること。TFLNベースの電気光学デバイスのパフォーマンスとスケーラビリティを向上させること。

主な方法:

• 銅ダマスカスプロセスをTFLN変調器の製造に組み込むこと。マイクロ波損失、光電力処理、電圧安定性の特性評価。PAM4およびPAM8変調を使用した高速データ伝送実験。

主要な成果:

• 銅ダマスカス法は、スケーラブルでエレクトロニクス互換性のあるTFLN変調器の製造を可能にします。デバイスは、金電極設計と比較して約10%低いマイクロ波損失を示します。ワットレベルの光電力処理能力と安定した準静的半波長電圧（1 Hz–1 MHz）が達成されました。416 Gbit/s（PAM4）および540 Gbit/s（PAM8）の高速伝送レートが実証されました。

結論:

• 銅ダマスカスプロセスは、TFLN電気光学変調器をマイクロエレクトロニクスとスケーラブルに統合するための実用的なルートを提供します。この進歩は、次世代の光通信システムのためのチップオンウェーハ統合を容易にします。