幫助實現(xiàn)光電器件硅材料化的類晶體管調(diào)節(jié)器
發(fā)布時間:2008/6/5 0:00:00 訪問次數(shù):697
| 作者:peter singer，semiconductor international主編 | ||
最近，intel公司的科學家們?nèi)〉昧艘豁椫匾难芯窟M展。他們采用硅制造工藝制作了一種新穎的、類似晶體管的快速光電調(diào)節(jié)器，該器件能夠將數(shù)據(jù)解碼成光束。采用標準硅工藝制作的該器件能夠在pc、服務器和其它電子器件以及最終在計算機內(nèi)部建立起低成本、寬波段的光纖通訊連接。intel硅材料光電器件研究總監(jiān)mario paniccia說：“我習慣于將這種需求稱作‘光電器件硅材料化’，即采用標準cmos達到目前光電子器件所具備的功能�！� intel的研究人員在2月12日的nature雜志上報告了他們的研究結果。首先，他們將通過硅晶體的一束光分成兩半，然后分別通過帶電荷的類晶體管器件。光通過類晶體管器件時會發(fā)生相互作用導致相位發(fā)生改變。因此，當它們重新匯合離開芯片時，取決于兩束光之間相位移（相差）的不同，可以出現(xiàn)開關兩種狀態(tài)，其切換速度大于1ghz，比之前硅器件的速度快了50倍。光的開關狀態(tài)可以轉換成數(shù)據(jù)傳輸時所需的1和0兩種狀態(tài)。 “實際上，我們是用晶體管來控制光的相位，這是突破點。”paniccia解釋說，“我們已經(jīng)制作了這樣一個調(diào)節(jié)器。我將光通過波導傳送到硅芯片并將其分成兩束，然后使其通過可以改變相位的結構——相位移器。如果相位移器關閉，兩束光線重新匯合后輸出的是數(shù)字信號1，以上過程都是通過硅芯片完成的。如果我在類晶體管器件上加電壓，將相位移器打開，光線通過它時就會產(chǎn)生相位移；如果我將兩束光的相位差調(diào)到180度，當它們重新匯合時我就可以得到數(shù)字信號0。” intel高級副總裁兼首席技術官patrick gelsinger說：“這是實現(xiàn)在計算機內(nèi)部以光速傳播數(shù)據(jù)的光學器件應用的重要一步，是能夠引起半導體業(yè)界震動的一項突破，最終將會形成新的器件和應用領域。” 現(xiàn)在，商業(yè)化光電器件的制造通常都采用昂貴的特殊材料，需要復雜的制造過程，因此限制了其在一些專業(yè)化市場例如網(wǎng)絡和電訊上的應用�！暗侥壳盀橹梗�沒有實驗證明硅器件可以達到大約20mhz的傳播速度。”paniccia說，“你可以使用磷化銦、鈮酸鋰以及其它iii-v族材料制作運行速度超過40ghz甚至100ghz的光電調(diào)節(jié)器，但是這些都是iii-v族特殊材料。如果你想用硅材料制作光電器件，并獲得所需功能，與目前2.5~4gb/sec的運行速度以及10gb/sec的發(fā)展趨勢相比較，20mhz真的做不了什么。我們?nèi)〉玫耐黄撇恢皇情_發(fā)了類晶體管相位移技術，而是開發(fā)了一種運行速度極快的新技術。我們的實驗結果顯示，目前這代產(chǎn)品的速度已經(jīng)超過了10ghz，同時解碼速度也達到了1gb/sec。這是在速度和性能上的一次巨大飛躍。我們相信，通過該項技術的進一步微縮，將來速度還會變得更快�！� paniccia指出，光電器件和硅材料的整合主要有兩個問題：“其一，硅是間接能帶間隙材料，不能發(fā)射激光。其二，速度太慢。我想我們已經(jīng)基本克服了其中一個障礙�！彼忉屨f，intel使用了外部激光源，激光可以通過連接器導入和導出光纖。 信號接受要求硅器件中具有光子探測器，可以將光信號重新轉換成電子信號�！白罱K，你需要采用我們稱為被動對準的方法將這些器件組裝在一起�，F(xiàn)在，組裝成本通常占總成本的50%~60%。”paniccia說�！叭绻覀儾捎帽粍訉始夹g，我們可以將硅晶體作為主體，將其它元器件通過光刻和其它自對準技術整合在一起，減少器件的總成本。” paniccia指出，最后還要有智能系統(tǒng)。盡管整合并不簡單，與cmos兼容是光電器件長期發(fā)展的關鍵�！斑@就是為什么這種類晶體管器件非常有用的原因。將來總有一天，你能將所有這些電子器件都完全整合在同一片硅材料中�！� |
| 作者:peter singer，semiconductor international主編 | ||
最近，intel公司的科學家們?nèi)〉昧艘豁椫匾难芯窟M展。他們采用硅制造工藝制作了一種新穎的、類似晶體管的快速光電調(diào)節(jié)器，該器件能夠將數(shù)據(jù)解碼成光束。采用標準硅工藝制作的該器件能夠在pc、服務器和其它電子器件以及最終在計算機內(nèi)部建立起低成本、寬波段的光纖通訊連接。intel硅材料光電器件研究總監(jiān)mario paniccia說：“我習慣于將這種需求稱作‘光電器件硅材料化’，即采用標準cmos達到目前光電子器件所具備的功能�！� intel的研究人員在2月12日的nature雜志上報告了他們的研究結果。首先，他們將通過硅晶體的一束光分成兩半，然后分別通過帶電荷的類晶體管器件。光通過類晶體管器件時會發(fā)生相互作用導致相位發(fā)生改變。因此，當它們重新匯合離開芯片時，取決于兩束光之間相位移（相差）的不同，可以出現(xiàn)開關兩種狀態(tài)，其切換速度大于1ghz，比之前硅器件的速度快了50倍。光的開關狀態(tài)可以轉換成數(shù)據(jù)傳輸時所需的1和0兩種狀態(tài)。 “實際上，我們是用晶體管來控制光的相位，這是突破點。”paniccia解釋說，“我們已經(jīng)制作了這樣一個調(diào)節(jié)器。我將光通過波導傳送到硅芯片并將其分成兩束，然后使其通過可以改變相位的結構——相位移器。如果相位移器關閉，兩束光線重新匯合后輸出的是數(shù)字信號1，以上過程都是通過硅芯片完成的。如果我在類晶體管器件上加電壓，將相位移器打開，光線通過它時就會產(chǎn)生相位移；如果我將兩束光的相位差調(diào)到180度，當它們重新匯合時我就可以得到數(shù)字信號0�！� intel高級副總裁兼首席技術官patrick gelsinger說：“這是實現(xiàn)在計算機內(nèi)部以光速傳播數(shù)據(jù)的光學器件應用的重要一步，是能夠引起半導體業(yè)界震動的一項突破，最終將會形成新的器件和應用領域�！� 現(xiàn)在，商業(yè)化光電器件的制造通常都采用昂貴的特殊材料，需要復雜的制造過程，因此限制了其在一些專業(yè)化市場例如網(wǎng)絡和電訊上的應用�！暗侥壳盀橹梗�沒有實驗證明硅器件可以達到大約20mhz的傳播速度�！眕aniccia說，“你可以使用磷化銦、鈮酸鋰以及其它iii-v族材料制作運行速度超過40ghz甚至100ghz的光電調(diào)節(jié)器，但是這些都是iii-v族特殊材料。如果你想用硅材料制作光電器件，并獲得所需功能，與目前2.5~4gb/sec的運行速度以及10gb/sec的發(fā)展趨勢相比較，20mhz真的做不了什么。我們?nèi)〉玫耐黄撇恢皇情_發(fā)了類晶體管相位移技術，而是開發(fā)了一種運行速度極快的新技術。我們的實驗結果顯示，目前這代產(chǎn)品的速度已經(jīng)超過了10ghz，同時解碼速度也達到了1gb/sec。這是在速度和性能上的一次巨大飛躍。我們相信，通過該項技術的進一步微縮，將來速度還會變得更快�！� paniccia指出，光電器件和硅材料的整合主要有兩個問題：“其一，硅是間接能帶間隙材料，不能發(fā)射激光。其二，速度太慢。我想我們已經(jīng)基本克服了其中一個障礙�！彼忉屨f，intel使用了外部激光源，激光可以通過連接器導入和導出光纖。 信號接受要求硅器件中具有光子探測器，可以將光信號重新轉換成電子信號�！白罱K，你需要采用我們稱為被動對準的方法將這些器件組裝在一起�，F(xiàn)在，組裝成本通常占總成本的50%~60%�！眕aniccia說。“如果我們采用被動對準技術，我們可以將硅晶體作為主體，將其它元器件通過光刻和其它自對準技術整合在一起，減少器件的總成本�！� paniccia指出，最后還要有智能系統(tǒng)。盡管整合并不簡單，與cmos兼容是光電器件長期發(fā)展的關鍵。“這就是為什么這種類晶體管器件非常有用的原因。將來總有一天，你能將所有這些電子器件都完全整合在同一片硅材料中�！� |
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