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《Semiconductor Today》特辑报道

发布时间: 2018-04-28      访问次数: 325


近日,高绪敏博士在光电子器件领域顶级期刊《Optics Letters》上发表的论文“Monolithic III-nitride photonic integration toward multifunctional devices”Xumin Gao et al, Optics Letters, vol42, p4853, 2017)被Mike Cooke教授重点收录在其的专栏报道“III-Nitride Prospect for VLC application”一文中,作为特辑刊登在国际半导体行业著名杂志《Semiconductor Today》上。

Mike Cooke教授重点报道了关于各种激光和非激光发射器,以及探测器和波导的最新研究。文章收录了最新的基于III族氮化物材料的面向可见光通信的新型器件,包括:苏州纳米所研发的电泵浦InGaN圆盘激光器[Meixin Feng et al, Optics Express, vol26, p5043, 2018]南京邮电大学研发的基于III族氮化物技术的同质集成VLC芯片[Xumin Gao et al, Optics Letters, vol42, p4853, 2017]KAUST大学研究的激光器与半导体光放大器的集成系统[Chao Shen et al, Optics Express, vol26, pA219, 2018]、新墨西哥大学关于晶体方向对InGaN LED调制带宽影响的研究[M. Monavarian et al, Appl. Phys. Lett., vol112, p041104, 2018] 以及KAUST研究团队利用结合激光光源,利用μPD实现的3.2 GbpsVLC系统[Kang-Ting Ho et al, Optics Express, vol26, p3037, 2018]

 “Nanjing University of Posts and Telecommunications and Zhengzhou university in China have also been developing III–nitride technology for VLC on a monolithic silicon platform. In particular, the team created a system of an LED transmitter and photodiode receiver linked by an InGaN waveguide in AlGaN cladding.Transmission at up to 200Mbits per second (Mb/s) was demonstrated for both in-plane and out-of-plane set ups. The in-plane transmission to an on-chip receiver could be used in practice as a power monitor.”

1 外延层结构

研究成果中利用InGaN/GaN量子阱器件可以同时实现发射光并且探测光这一物理机制,利用InGaN波导将相同结构InGaN/GaN量子阱器件作为的发射端与接收端相连,实现了片内、片外200Mbps的可见光通信系统。其中片内通信系统可应用于能量监测。

2 工艺流程图

光子电路基于硅基III族氮化物芯片,采用光刻、反应离子刻蚀、及电子束蒸镀等工艺,由8微米宽、200微米长的InGaN波导连接发射端与接收端组成。其中发射端与接收端为结构相同的InGaN/GaN量子阱器件,发光光谱中心波段位于452纳米。波导层上下的AlGaN包覆层有益于光子在波导内的高质量传输。将信号加载在发射端,实现电光转换,调制后的光经过波导传输,耦合至接收端进行光电转换,完成片内200Mbps的可见光通信系统。发射端的p型区直径为23微米,电容值为2.23 pF。减少p区面积有利于降低器件电容值,增大传输速率。实验证明利用共聚焦测试系统发射端器件可实现片外无线200Mbps的可见光无线通信。

团队认为,利用III族氮化物光电子器件的发射、传输以及探测共存的优势,氮化物基单片集成光电子器件将会为物联网应用开拓新的渠道。

Mike Cooke是一名自由职业技术记者,自1997年以来一直在半导体和先进技术部门工作。

Semiconductor Today》是总部位于英国,具有独立性和非盈利性的国际半导体行业著名杂志。专注于报道化合物半导体和先进硅半导体的重要研究进展和最新行业动态。

论文链接:

https://doi.org/10.1364/OL.42.004853

专栏报道链接:http://www.semiconductor-today.com/features/PDF/semiconductor-today-march-2018-III%E2%80%93nitride.pdf

高绪敏 报道