Suppr超能文献

在200毫米互补金属氧化物半导体试验线上进行量子级联激光器的批量制造。

Volume Fabrication of Quantum Cascade Lasers on 200 mm-CMOS pilot line.

作者信息

Coutard J G, Brun M, Fournier M, Lartigue O, Fedeli F, Maisons G, Fedeli J M, Nicoletti S, Carras M, Duraffourg L

机构信息

Univ. Grenoble Alpes, CEA, LETI, F38054, Grenoble, France.

mirSense - Centre d'intégration NanoINNOV, Bâtiment 863, 8 avenue de la Vauve, F91120, Palaiseau, France.

出版信息

Sci Rep. 2020 Apr 10;10(1):6185. doi: 10.1038/s41598-020-63106-4.

Abstract

The manufacturing cost of quantum cascade lasers is still a major bottleneck for the adoption of this technology for chemical sensing. The integration of Mid-Infrared sources on Si substrate based on CMOS technology paves the way for high-volume low-cost fabrication. Furthermore, the use of Si-based fabrication platform opens the way to the co-integration of QCL Mid-InfraRed sources with SiGe-based waveguides, enabling realization of optical sensors fully integrated on planar substrate. We report here the fabrication and the characterization of DFB-QCL sources using top metal grating approach working at 7.4 µm fully implemented on our 200 mm CMOS pilot line. These QCL featured threshold current density of 2.5 kA/cm² and a linewidth of 0.16 cm with a high fabrication yield. This approach paves the way toward a Mid-InfraRed spectrometer at the silicon chip level.

摘要

量子级联激光器的制造成本仍然是将该技术应用于化学传感的一个主要瓶颈。基于CMOS技术在硅衬底上集成中红外光源为大批量低成本制造铺平了道路。此外,基于硅的制造平台为将量子级联激光器中红外光源与基于硅锗的波导进行共集成开辟了道路,从而能够实现完全集成在平面衬底上的光学传感器。我们在此报告了使用顶部金属光栅方法制造和表征的分布反馈量子级联激光器光源,其工作波长为7.4μm,完全在我们的200mm CMOS中试生产线上实现。这些量子级联激光器的阈值电流密度为2.5kA/cm²​,线宽为0.16cm,制造良率很高。这种方法为在硅芯片级实现中红外光谱仪铺平了道路。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/902d/7148313/bce27c431998/41598_2020_63106_Fig1_HTML.jpg

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