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[2018年IEEE光子学会议(IPC) - 美国弗吉尼亚州雷斯顿(2018.9.30-2018.10.4)] 2018年IEEE光子学会议(IPC) - 用于C波段连续谱生成的无裂纹绝缘体上氮化硅非线性电路

DOI：10.1109/IPCon.2018.8527140 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 我们报道了绝缘体上氮化硅非线性光子电路的制备与测试，该电路可与基于硅的光电子器件实现互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的单片共集成。特别地，我们开发了一种工艺来制备低损耗、无裂纹的730纳米厚Si3N4薄膜，用于基于克尔效应的非线性功能，并且该工艺与现有硅光子学和前端硅光电子学完全兼容。实验证据表明，基于这种无裂纹氮化硅薄膜的2.1厘米长纳米线能够通过自相位调制产生覆盖1515-1575纳米波段的频率连续谱。这项工作为研制时间稳定、功率高效的基于克尔效应的宽带光源铺平了道路，该光源与CMOS生产线上的硅光子集成电路具有完全的工艺兼容性。
作者： Houssein El Dirani，Marco Casale，Sébastien Kerdiles，Carole Socquet-Clerc，Xavier Letartre，Christelle Monat，Corrado Sciancalepore
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为硅光子集成电路（Si-PICs）开发一种与CMOS兼容、适用于200毫米和300毫米晶圆的氮化物基薄膜无裂纹沉积工艺，通过自相位调制实现1515-1575纳米的频率连续波生成。

研究成果

该研究展示了与CMOS工艺兼容的无裂纹氮化硅(Si3N4)波导，其完全兼容硅光子集成电路的制备流程，可在C波段产生频率连续谱。这项工作为在现有硅基光子电路上集成宽带光源铺平了道路。

研究不足

该工艺要求在沉积过程中精确控制拉伸应变以防止开裂。所得氮化硅的非线性略高于采用1200°C退火处理时的情况。

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