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技术

构造氮化物

纳米线阵列的互连

硅基光子由于缺乏合适的单片集成光源而发展受阻。这里的
解决方案是 ：引入激光器、波导和光电探测器，它们都是通
过具有 InGaN 盘的氮化物纳米线阵列形成。

密歇根大学 Pallab Bhattacharya 和 Arnab Hazari 报道

整 个二十世纪，工程师们都是通过简单地减 因为它会产生热的问题 ：硅会变热，影响激光器
的输出和效率。相比而言好得多的方法是在硅上
小晶体管的尺寸来改善硅 IC 的性能。但最
近，依靠这样的进展变得越来越困难。目前已经 外延生长和制造二极管激光器。理想情况下，该
通过引入特殊材料和架构，从而确保晶体管的微 光源发光必须为约 1.3μm，即 SiO 2 波导的零色散
小化不会产生不希望的后果，并且我们认为不久 波长。注意，该光谱范围的另一个优点是它处于
之后将需要添加基于光的通信，以便在 CMOS 芯 人眼安全的工作范围。
片内部以及相互之间更快地传输信息。 不幸的是，这种方法的成功受到三个方面的
后一种技术通常称为硅基光子，具有更好的 阻碍 ：存在大的晶格失配，导致高的位错密度 ；
前景，因为光的传播速度远远快于电子（参见图 热膨胀系数失配，导致器件种会产生应变 ；由于
1 所示的简单光子电路）。由于速度的提高，包含 外延层和衬底的极性 / 非极性本质特征，在生长
光子的电路可以以远高于电子电路的通信速率运 过程中可能产生不希望的反相畴。
行，从而缩短了片上和片外的延迟。 尽管存在所有这些缺点，但通过使用合适缓
然而，实现装备光子的 IC 前景并不容易。 冲层的器件已经取得了令人鼓舞的进展。我们密
硅无疑仍然是电子产品的材料，但它的间接带隙 歇根大学一路领先，展示了第一个直接在硅上生
妨碍了它在光通信所需组件中的应用。虽然在硅 长的 InAs/GaAs 量子点激光器。其他团队正在追
基探测器，调制器和无源波导的研究和商业开发 随我们的脚步，改善该器件在（001）硅衬底上的
方面取得了令人瞩目的进展，但 III-V 族仍然是 性能。
制造光源的关键材料。 但是，进展很缓慢，而且问题仍然存在。用
目前的解决方案是将基于 GaAs 或基于 InP 作激光器衬底的硅沿着（011）方向偏 4°切割，
的激光器键合到硅晶圆上。然而，这并不很理想， 以避免反相畴和由此产生的缺陷。同时，CMOS

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