你是否在怀念同质集成芯片——一块平板，你可以用手指把你需要的所有电路塞进去?最好是去乐高商店。世界其他地区正在迅速向异质集成发展——电路板是3D的，芯片是电子和光子功能的混合，每一个规格都是纳米级的。这听起来很有挑战性，但更有趣。
在距比利时乐高总部约550英里的地方，一组研究人员开发了一种新的集成方法，微转移印刷(μTP)，它结合了芯片到晶圆键合集成(高吞吐量集成)和倒装芯片集成(非本地组件的预制和预测试，高对准精度集成，不中断硅光子学(SiPh)工艺流程)的优点。
他们的研究成果发表在IEEE量子电子学专题期刊上。
倒装芯片集成的过程包括放置一系列看起来就像乐高积木上的凸起的锡膏。加热组装和凸起形成完美的小焊料球，传导电信号，感谢魔术的表面张力。然而，灰色焊料不是传输光的连接材料。相反，连接光子芯片的波导(也就是光的导线)要么与其他功能器件同时制造，要么在光子芯片放在硅平台上后再制造。
印刷电子走线和导电胶粘剂用于柔性商业电子产品。用模板或3D打印机打印玻璃波导不是本文所描述的内容。相反，研究人员描述的过程更像是在皮革上压纹贴花或老式印刷，类似于在纸上压邮票。这种被称为“橡皮泥”的儿童玩具含有65%的聚二甲基硅氧烷(PDMS)，而研究人员使用的邮票是100%的聚二甲基硅氧烷，而且是透明的。
所以，想象你的乐高积木在地板上——不同的高度和形状。为了保持你的图案，但同时移动它们，你可以伸展橡皮泥，把它压在乐高积木上。然后你把带着乐高积木的腻子搬到一块板上。压。轻轻剥去PDMS。瞧，你以一种大规模并行的方式转移了乐高积木。公布的设计提供了令人印象深刻的1 μm横向对准公差。但是为什么要转学呢?
答案是，在原生基板上制造“III-V器件”更容易、更便宜。发光器件需要直接带隙材料，如InP或GaAs。(这些是III-V材料，因为它们是元素周期表中第三族和第五族元素的配对。)比利时研究人员也使用III-V材料制作波导。但最终，出于经济原因，这些微米级的部件必须放在硅衬底上。
转移技术是通用的。其他μTP的演示正在进行中，特别是:InAs/GaAs量子点激光器，用于光隔离器的Ce:YIG磁光材料，用于非线性光学的周期性极化LiNbO3和BiCMOS电子学。目前正在将该技术扩展到200mm和300mm晶圆。研究人员正在不断提高器件性能(例如，激光壁插头效率)，并研究成品率和可靠性。
然而，要将这一过程作为一种制造技术，还有很长的路要走。
更多信息:Gunther Roelkens等人，非均匀硅光子集成电路的微转移印刷，IEEE量子电子学杂志(2022)。DOI: 10.1109/JSTQE.2022.3222686由电气和电子工程师协会提供引文:微转移印刷用于异质硅光子集成电路(2023年，6月29日)检索自https://techxplore.com/news/2023-06-micro-transfer-heterogeneous-si-photonic-circuits.html 2023年6月29日。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
