我们提供了三个关键应用,用于光子集成电路的量子应用:
我们提出一系列低温刻蚀工艺,用于制备由Si/Si3N4制成的光学元件,如光栅、环形谐振器、光学滤波器、延迟线和波导。这些元件是量子计算机的关键构建模块,可将光耦合到芯片中,实现光子操纵并向下传输到单光子探测器。
我们的低温刻蚀工艺具有以下特点:
Bosch刻蚀结构
SiNx低温刻蚀
SOI光栅耦合器
低温刻蚀的SOI波导
最小scallop尺寸 | |||||||||
刻蚀速率 |
> 3 分钟 | ||||||||
剖面 |
90 ±0.5° | ||||||||
选择比 |
> 45:1 | ||||||||
扇形起伏 |
< 35 nm | ||||||||
深度 |
22 μm | ||||||||
纵横比 |
≈ 11 |
光滑的侧壁 | |||||||||
刻蚀速率 |
> 2 μm/min | ||||||||
剖面 |
91° | ||||||||
选择比 |
> 65:1 Si:SiO<sub>2</sub> | ||||||||
侧壁粗糙度 |
< 5 nm | ||||||||
深度 |
22 μm | ||||||||
纵横比 |
≈ 6 |
弯曲的轮廓 | |||||||||
刻蚀速率 |
> 190 nm/min | ||||||||
轮廓形状 |
所需形状 | ||||||||
选择比 |
> 12:1 | ||||||||
侧壁粗糙度 |
< 5 nm | ||||||||
深度 |
485 nmm | ||||||||
柱宽度 |
≈ 105 nm |
GaAs / AlGaAs异质结
InP脊型波导
GaN光子晶体
GaAs / AlGaAs光子晶体
InP光子晶体
InSb/InSbAs结构
在应用于波导的Si3N4沉积中,一个最主要的挑战是薄膜中的氢含量,其通常来自前驱体,会导致光学损耗。
因此,我们开发了一种高温等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺,该工艺氢浓度低,并能够实现增强的应力控制以及更高的沉积速率。因此高温PECVD的Si3N4特别适用于制备低损耗光学元件。
其他方法包括使用SiCl4的ICP CVD或在我们的PlasmaPro 100 Nano系统中在1000°C以上的温度下进行原位退火的低温ICP CVD(最高温度:1200°C)。
PECVD薄膜应力控制
具有低BHF刻蚀速率的高温PECVD
为实现这些解决方案,我们利用能够生产小型样品到200毫米晶圆的FlexAL和 PlasmaPro 100沉积和刻蚀系统,其可集群以提高生产量并避免真空中断。我们的PlasmaPro 100平台能够高精度地沉积和刻蚀各种材料,用于量子器件。
我们为当今量子技术研发和器件开发中的各种器件制造挑战提供关键处理解决方案。
牛津仪器在为这一迅速发展的应用领域提供最先进的解决方案方面具有悠久历史,是量子技术在器件制造解决方案之外的关键推动者。