所属各部门：

为加强所内外各科研方向之间的学术交流与相互了解，围绕半导体领域的重点攻关方向进行头脑风暴，形成轻松活跃的学术氛围，凝练新的科学与技术问题，碰撞出高度合作的全链条解决方案，半导体学术沙龙将于2025年4月29日在3号楼332（原320）会议室举行，诚邀各位老师的参与！

本期主题-题目：LIGENTEC氮化硅光集成流片平台和应用

报告人：LIGENTEC SA担任应用工程师和中国区业务发展经理 姚灿

邀请人：陈少武

主持人：杨华 伊晓燕 吴江滨 蒋琦

联系人：贾政恺

时  间：2025年04月29日 上午10:00 - 11:30

地  点：3号楼332（原320）会议室

摘  要：氮化硅 (SiN) 因其宽带透明性（400-4000 nm）、低传播损耗、相对较高的折射率、热稳定性、高光学损伤阈值以及与 CMOS 技术的兼容性，使其成为光子集成电路 (PIC) 的理想材料，并支持大规模批量生产。LIGENTEC厚度高达 800 nm 的 SiN PIC 因其低传播损耗（根据几何形状不同，低至 0.05 dB/cm）和高光模场限制而特别适用于 O和C 波段应用。例如，可以制造半径小于 50 μm 的环，而弯曲损耗可忽略不计。LIGENTEC提供的AN800的主要优势包括在常用C波段工作的超低损耗和高紧凑性PIC，以及可大规模生产的8英寸CMOS生产线。

LIGENTEC 的 SiN PIC 在众多领域的最新进展和应用：

1) 激光器：具有低阈值、宽调谐范围、高输出功率、窄线宽和脉冲激光输出的激光器。热调谐混合激光器已实现约 60 nm 的调谐范围、3 kHz 的线宽和约 40 mW 的输出功率。此外，还分别实现了调谐范围为 1937-2017 nm 和 2470-2640 nm 的红外激光器。通过在氮化硅外腔上方沉积掺铥氧化铝层，实现了调Q微秒脉冲激光器。

2) 电信组件，例如 AWG：与 SOI 平台相比，SiN PIC 平台具有可见光波段透明、高度均匀的层沉积、较低的温度敏感性以及对波导横截面变化更低的依赖性。LIGENTEC也提供氮化硅芯片上的光探测器异质集成，利于实现全芯片上光集成系统。

3) 量子处理器：SiN PIC 结合了低损耗 I/O、高光学模场限制和低传输损耗，最大限度地减少了量子处理器中的通道损耗和器件尺寸，因为每个光子都至关重要。量子处理/计算的广泛商业化很大程度上取决于进一步减小 SiN 量子结构和器件的尺寸和损耗。

4) 激光雷达 (LIDAR)：SiN 平台非常适合集成激光雷达系统，因为它在近红外区域具有超低损耗、低非线性度以及与硅基波导相比更低的制造误差引起的相位变化。LIGENTEC 的 150 nm, 350 nm 和 800 nm 厚SiN 平台兼容 800 nm - C波段的波长范围，广泛应用于各种激光雷达应用，并适合用作大型系统的中间组件。

5)非线性光子学：厚SiN允许色散工程，并且与SiO2包层相比具有更高的非线性，适用于产生光频梳、孤子、超连续光、微波产生、光学参量处理、四波混频、和/差频产生、光频率合成和二次谐波产生。

另外，低损耗氮化硅 (SiN) 光子集成电路 (PIC) 与薄膜铌酸锂 (TFLN) 集成作为高性能电光调制器，可以将 SiN 的低损耗特性与 LN 的强非线性特性结合起来。然而，这项技术目前都停留在实验室阶段，难以被各个应用领域的相关专家所接触。

LIGENTEC 通过在成熟无源 SiN 平台中集成 LN 来实现电光 (EO) 调制，增强了其领先的全氮化硅光芯 (AN - All Nitride Core) 光子集成电路 (PIC) 技术。预计3dB带宽将大于10 GHz，具有低损耗和VπL，并且可实现片上终端匹配。学术界和工业界合作伙伴均可从LIGENTEC开发的此项技术中受益，并且LIGENTEC已为此专门创建了工艺设计套件 (PDK)。

在SiN上集成LN，使得低损耗无源PIC平台上开发高速调制器成为可能，这为数据通信、激光雷达和量子光子学等各种应用开辟了可能性。这种混合方法结合了两种材料的优势，为在硅衬底上开发先进的光子集成电路铺平了道路。

报告人简介：

姚灿，2005年清华大学学士，2008中国科学院研究生院硕士，2014年西班牙巴塞罗那光子科学研究所（ICFO）光子学博士。 2014-2020年在瑞士洛桑联邦理工学院（École polytechnique fédérale de Lausanne），从事光纤激光和光纤传感领域研究，同时协调欧洲大型创新人才培养项目——FINESSE。 2021年起在LIGENTEC SA担任应用工程师和中国区业务发展经理，积极推动氮化硅光子集成电路在科学前沿与工业界的广泛应用。