悉尼大学开发了与半导体制造兼容的硅光子MEMS平台

据麦姆斯咨询报道，澳大利亚悉尼大学Niels Quack副教授领导的研究小组开发了一种新技术，将光学元件和MEMS集成在一颗微芯片中，为构建微型3D相机和气体传感器（用于精确测量空气质量）等器件铺平了道路，未来可以应用于智能手机。

新技术可以实现更高效的光纤通信、传感器、数据中心和未来的量子计算机

该研究成果已于近日发表在Microsystems and NanoEngineering期刊上，这种新型微制造工艺基于硅光子学，并利用半导体制造技术，为光纤通信、传感器甚至未来的量子计算机提供了新一代更节能的器件。

悉尼大学航空航天、机械和机电工程学院Quack副教授表示，光子MEMS的独特之处在于，它们结构紧凑、功耗极低、速度快，支持广泛的光载波信号，并且光损耗很低。

研究人员开发的硅光子MEMS平台，由与标准硅光子制造组件完全集成的高性能纳米光机电器件组成，具有晶圆级密封以实现长期可靠性，倒装芯片键合到再分布中介层，以及光纤阵列连接以实现高端口数的光学和电气接口。研究人员对基本的硅光子MEMS电路元件（包括采用标准化技术的功率耦合器、移相器和波分复用器件）进行了实验验证，消除了之前的障碍，能够扩展到大规模光子集成电路，用于电信、神经形态计算、传感器、可编程光子学及量子计算。

该平台基于IMEC的iSiPP50G平台，通过定制化后道工艺进行了增强，以在平台标准组件旁构建悬置和可动的MEMS结构。MEMS结构上具有密封盖，以为可动MEMS器件提供保护。

Quack副教授评价称：“这是纳机电执行器首次集成于标准的硅光子学平台。”

这是迈向大规模、可靠集成MEMS光子电路的重要一步。这项技术正在为大批量生产做准备，在自动驾驶汽车3D成像或新型光子辅助计算领域具有应用潜力。

Quack副教授介绍说：“目前其他类似技术功耗较大，需要在芯片上占用很大的面积，此外，光学损耗也很高，使得在单个芯片上集成大量组件具有挑战性。”

研究人员开发的硅光子MEMS技术克服了这些缺点，为光子集成电路的有效扩展提供了途径。

这项技术将推动微纳制造、光子学和半导体技术的整合，具有广泛的应用价值。其中，包括自动驾驶汽车激光雷达3D传感的光束操纵、可编程光子芯片或量子光子学中的信息处理等。

审核编辑：刘清