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Photonique sur silicium

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Published on 15 November 2023



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Photonique sur silicium​​

Technologie SOI​
La plateforme polyvalente de photonique sur silicium offre une large gamme de procédés sur des plaquettes de 200 mm et 300 mm, qui s’appuient sur des équipements de classe mondiale en phase de préindustrialisation, pour la réalisation de circuits photoniques intégrés (PIC). La plateforme de fabrication du CEA-Leti permet l’intégration à grande échelle de composants actifs et passifs, avec intégration de couches Si, SiN, SiGe et Ge, grâce à des procédés flexibles compatibles CMOS. ​

  • Substrat photonique SOI avec 310 nm de Si en standard
  • Épitaxie sélective de Ge
  • 6 niveaux d’implantation de type p et de type n pour les modulateurs Si dopés
  • 3 étapes de structuration du silicium pour des hauteurs de Si de 0, 65, 165 et 310 nm
  • Lithographie par immersion à 193 nm permettant d’atteindre des dimensions critiques <100 nm
  • Contacts de modulateurs en silicium
  • Chaufferettes métalliques
  • Interconnexion métallique sur deux niveaux
  • Tranchée pour couplage par la tranche​



Technologie du nitrure de silicium​​​
En plus du SOI, cette plateforme photonique polyvalente propose également les technologies à base de PECVD SiN et LPCVD SiN. Cette convergence de différentes plateformes photoniques au sein de la plateforme du CEA-Leti permet de combiner les avantages de chaque matériau et de répondre à de nombreuses applications du visible à l’infrarouge moyen avec la même technologie.​ 
  • PECVD SiN : pour un faible décalage thermique et une couche à faible indice de réfraction à ​combiner avec la plateforme SOI​
  • LPCVD SiN : pour des circuits à pertes ultra-faibles, l’optique non linéaire, les applications UV à NIR​​



 


Intégration hétérogène III-V sur silicium​​​​
  • L’intégration hétérogène III-V sur silicium permet une intégration à grande échelle de sources laser ou de modulateurs III-V. Le collage collectif « die-to-wafer » de III-V sur silicium est réalisé avec une ou plusieurs épitaxies III-V différentes, ce qui permet de combiner des épitaxies optimisées pour laser et pour modulateur.​
  • Cette polyvalence rend possible des intégrations PIC uniques et des solutions compétitives.​
  • Des processus BEOL (Back-End-Of-Line) sont disponibles pour l’intégration des PIC avec les circuits intégrés électroniques (EIC). ​
  • Les solutions de co-packaging comprennent des post-traitements 3D tels que les UBM, les bumps, les µ-piliers, les via traversants (TSV) photoniques.
  • ​L’accès à la plateforme est possible par le biais de MPW avec le courtier CIME-P ou par le biais de run dédié.

 

 

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Applications​​​ 
  • Communication : Télécoms, datacoms, infrastructures 5G, technologies quantiques pour la cybersécurité​
  • Calcul : Calcul à haute performance (HPC), le calcul quantique et les processeurs neuromorphiques pour l’IA
  • Détection : Détection de gaz, biocapteurs, surveillance de la santé, des structures et détection 3D telle que LIDAR
​​​Installations ​​​​ ​​​

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Axes stratégiques​

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