主流硅光子晶片平台上的光致发光色心
光学
2025-03-25 v1 量子物理
摘要
在商业 CMOS 兼容光子器件制造厂中制造硅光子组件的事实，彻底改变了硅光子学在推动通信、量子计算和人工智能等领域的影响，这得益于其大规模生产、高通道、低成本和高性能的优势。硅的间带隙带来了一个根本性挑战；因此，主流的硅垂直互联（SOI）平台缺乏高效光源。最近，硅光子器件中的发光色心涌现出一种具有前景的用于开发高效芯内经典和量子光源的方法，尽管以往工作依赖于不兼容 foundry 的定制制造。本文通过开发一种简便的后端线（BEOL）处理，展示了在主流硅光子平台上实现 W 心发光。我们在最佳植入能量为 7 MeV 时观察到与先前内部工艺相当的 W 心发光亮度。我们对具有不同周期、占空比和植入能量的圆形布拉格 grating（CBG）器件进行一系列实验，以确认来自封装好的 SOI 器件层的 PL 发射，而非来自垫片晶圆。我们新颖的方法在商业硅光子 foundry 工艺中制造硅色心，为将经典和量子光源直接集成到硅光子电路上开辟了新机遇，为在芯片上实现大规模集成化先进光子体系结构提供了可能。
引用
@article{arxiv.2503.17610,
title = {Photoluminescent colour centres on a mainstream silicon photonic foundry platform},
author = {Prosper Dellah Allo and A. Aadhi and Amirhossein Mosaddegh Yengejeh and Hazel Bakajsa and Mirabel N. M. Mensah and Marcus Tamura and Bhavin J. Shastri and Alexander N. Tait},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.17610},
year = {2025}
}