På forskarkonferensen IEDM 2015 beskrev en tysk forskargrupp hur man kan integrera en laser i en CMOS-proces. Det är en germanium-tenn-laser som ligger på en isolerad (germaniumbuffert) ö på kiselsubstratet.

Kisel är ett dåligt material för att tillverka lasrar och andra ljusemitterare. Alternativet, att integrera lasrar tillverkade i andra material med CMOS i kisel, innebär också problem. Om man kunde finna en metod att förenkla denna process skulle det bli möjligt att åstadkomma mycket kraftfulla datorer och andra digitala system.
På IEDM 2015 rapporterade en forskargrupp, ledd av Jülichinstitutet i Tyskland, om en kiselbaserad mikro-disk laser med direkt bandgap av germanium-tenn (GeSn). Lasern emitterar på våglängden 2,5 µm med en uteffekt på 221 kW/cm2. Enheten byggdes i en vanlig CMOS-kompatibel kiselprocess och integrerades monolitiskt.
Dess 560 nm tjocka epitaxiella GeSn-skikt odlades på ett buffertskikt av germanium på kiselsubstratet.
Laserljuset uppstår på grund av två viktiga utformningar:
* Dels har man skapat ett material av töjda epitaxiella skikt som möjliggör ett direkt bandgap
* Dels består arkitekturen av en mikro-disk med håligheter.
Arbetet är ett viktigt steg mot integrerade kisel fotonik. Frågan är förstås hur långt steget är till en möjlig kommersiell lösning.
I en tidigare publicerad rapport (19 januari, 2015) från GeSn-lasern skriver forskarteamet att lasern inte kunde arbeta över en temperatur av -183°C, men de förklarar dock att begränsningen låg i testsystemet.

Filed under: Halvledarteknik