획기적인 발견! 상용 실리콘 포토닉스 플랫폼에서 효율적인 광원 개발 성공!

본 연구는 상용 CMOS 호환 파운드리에서 실리콘 포토닉스 부품 제작의 이점을 활용하여, 간편한 후공정 처리를 통해 SOI 플랫폼에서 W-센터 광발광을 구현하는 데 성공하였습니다. 이는 고급 포토닉스 아키텍처의 칩 상 대규모 통합을 위한 새로운 가능성을 열어주는 획기적인 결과입니다.

상용 실리콘 포토닉스 플랫폼의 혁신: W-센터 광발광 구현

최근 발표된 연구 논문에 따르면, 상용 CMOS 호환 파운드리에서 실리콘 포토닉스 부품 제작이 통신, 양자 컴퓨팅, 인공지능 분야에 혁신을 가져왔다고 합니다. 대량 생산, 높은 처리량, 저렴한 비용 및 고성능이라는 장점 덕분입니다. 하지만 실리콘의 간접 밴드갭은 효율적인 광원 개발에 걸림돌이 되어왔습니다. 주류 실리콘온인슐레이터(SOI) 플랫폼은 효율적인 광원을 가지고 있지 않다는 것이 바로 그 문제였죠.

그런데 이러한 난관을 극복할 획기적인 연구 결과가 발표되었습니다! Prosper Dellah Allo를 비롯한 연구팀은 간단한 후공정(BEOL) 처리를 통해 SOI 플랫폼에서 W-센터 광발광을 구현하는 데 성공했습니다. 7 MeV의 최적 이온 주입 에너지를 사용하여 기존의 자체 제작 공정과 비교할 만한 밝기의 W-센터 광발광을 관찰했다고 합니다. 더욱 놀라운 점은 이 연구가 기존의 맞춤형 제작이 아닌 상용 파운드리 공정을 통해 이루어졌다는 것입니다. 다양한 피치, 듀티 사이클 및 이온 주입 에너지를 갖는 원형 브래그 격자(CBG) 장치에 대한 일련의 실험을 통해, 광발광이 핸들 웨이퍼가 아닌 캡슐화된 SOI 장치 층에서 발생한다는 사실을 확인했습니다.

이 연구는 상용 실리콘 포토닉스 파운드리 공정에서 실리콘 색 중심을 제작하는 새로운 접근 방식을 제시하며, 고급 포토닉스 아키텍처의 칩 상 대규모 통합을 위한 새로운 가능성을 열었습니다. 즉, 고성능, 저비용의 광원을 실리콘 칩에 직접 통합할 수 있는 길이 열린 것입니다. 이는 양자 컴퓨팅 및 인공지능 기술의 발전에 상당한 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 이번 연구는 실리콘 포토닉스 기술의 새로운 장을 열었을 뿐만 아니라, 실리콘 기반의 양자 광원 기술의 상용화를 앞당길 중요한 발걸음이 될 것입니다.

주요 연구진: Prosper Dellah Allo, A. Aadhi, Amirhossein Mosaddegh Yengejeh, Hazel Bakajsa, Mirabel N. M. Mensah, Marcus Tamura, Bhavin J. Shastri, Alexander N. Tait