IMEC在300mm晶圓上實作矽奈米光子元件

IMEC 稍早前宣佈首次在 300mm 矽光子(silicon photonics)晶圓上實作次 100nm 光子元件，並採用了光學微影技術。使用 193nm 浸入式微影技術， IMEC 實現了破記錄的最低矽線波導傳輸損耗，並在更易於圖形化、更高效的光耦合器方面獲得成功。 IMEC 稱此次公佈的成果是在CMOS領域推動矽光子技術的重要進展。

IMEC 針對光學I/O的產業協作計畫(industrial affiliation program)旨在探索光子解決方案在高性能運算系統中的高頻寬I/O領域的運用。該專案正在開發先進的CMOS製程。迄今為止，許多奈米光子元件都證明僅能使用實驗室等級的技術，如電子束微影。然而，IMEC已成功展示使用193nm浸入式微影28nm CMSO製程的實作矽奈米光子元件。這項成就對於推動CMOS產業採用矽光子技術至關重要。

在300mm晶圓上的光波導傳輸損耗低至1dB/cm。此外，IMEC也圖形化了次波導特性，並展示了採用193nm浸入式微影的光耦合器。藉由在圖形化波導和光耦合器過程中採用193nm浸入式微影技術，IMEC成功減少了光子元件製程中的一道圖案化步驟。這將可大幅減少製造成本。而透過展示450nm陣列波導光閘上的低相位誤差特性，IMEC使用45nm光罩技術和193nm浸入式微影的圖案化平台也證實可在元件內部產生非常均勻的波導寬度。

“IMEC的成果對於推動矽光子技術符合CMOS產業標準而言非常關鍵，”IMEC光纖I/O計畫總監Philippe Absil說。“我們的193nm浸入式微影技術和300mm晶圓上的28nm CMOS製程，是讓矽光子元件展現出高度合與可製性的關鍵。這種技術最可能的應用，是下一代的短距互連，我們預計2015年可開始製造。”

此次的研究成果獲得了多家公司與研究單位的合作與支持，包括IMEC在根特大學(Ghent University)的聯合實驗室INTEC，以及IMEC的核心CMOS計劃合作夥伴Globalfoundries、英特爾(Intel)、美光(Micron)、松下(Panasonic)、三星(Samsung)、台積電(TSMC)、爾必達(Elpida)、海力士(SK Hynix)、富士通(Fujitsu)、東芝(Toshiba)/ ??SanDisk和索尼(Sony)。

左側(上方)深蝕刻的次波長光子晶體光纖晶片耦合器，下方是與基於光纖晶片耦合器的標準ine/space光柵的耦合效率比較；右側(上方)是耦合間距100nm的光子線定向耦合器，下方是光子線的傳輸損耗。