在 300mm CMOS 平台上制造的晶圆级石墨烯电吸收调制器
应用物理
2023-04-07 v1 光学
摘要
基于石墨烯的器件在多种应用中展现出巨大前景。要使石墨烯器件用于实际系统，必须展示出有竞争力的器件性能、结果可重复性、可靠性，以及以高良率、低成本实现大规模制造的路径。在此，我们选取单层石墨烯电吸收调制器作为测试载体，并在 300mm 中试 CMOS 代工环境中确立其晶圆级集成。使用硬掩模来塑形石墨烯，同时采用大马士革工艺制造钨基接触以实现 CMOS 兼容制造。通过分析每片晶圆上数百个器件的数据，可识别并优化特定工艺步骤对性能的影响。优化后，在使用 6 V 峰峰值电压测量的 400 个器件上展示了 50 4 dB/mm 的调制深度。对于 25m 长器件，电光带宽高达 15.1 1.8 GHz。所得结果与类似设计及 CVD 石墨烯质量的实验室纪录级石墨烯器件相当。通过展示数百个器件上结果的可重复性，本工作解决了石墨烯晶圆级集成的瓶颈。此外，CMOS 兼容工艺使得石墨烯基器件能与其他光子与电子构建模块在同一芯片上共集成，并实现高产量低成本制造。
引用
@article{arxiv.2304.02646,
title = {Wafer-scale Graphene Electro-absorption Modulators Fabricated in a 300mm CMOS Platform},
author = {Chenghan Wu and Steven Brems and Didit Yudistira and Daire Cott and Alexey Milenin and Kevin Vandersmissen and Arantxa Maestre and Alba Centeno and Amaia Zurutuza and Joris Van Campenhout and Cedric Huyghebaert and Dries Van Thourhout and Marianna Pantouvaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.02646},
year = {2023}
}