Современная электроника №5/2019

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 15 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2019 Рис. 11. 3D М ФЭ СБИС и 3D М ЭФ СБИС на LTCC-плате 3D М ФЭ ПМ Рис. 12. Базовая конструкция модуля 3D М ФЭ ПМ Рис. 13. Структурная схема 3D М ЭФ СБИС ПЛ гомногоканальный ввод-вывод инфор- мациивинтегральнуюсхему, возможна, еслидля егоорганизациииспользуются обе поверхности кристалла (см. рис. 9). Организация фотонного и элек- тронного ввода-вывода информации с использованием двух сторон кристалла позволяет перейти к разработке кремни- ево-фотонной объёмной (3D) техноло- гии и созданиюмногоканальныхфотон- электронных соединений на уровнях «чип – чип», «плата – плата», «распреде- лённая объектовая связь» (см. рис. 10). ООО «ОЭС» сформулировало ряд базовых принципов кремниево-фотон- ной технологии для создания 3DМФЭ ПМ. Она включает следующие процессы и этапы конструкторско-технологиче- ского проектирования и изготовления: ● проектирование высокопроизводи- тельного матричного 3D М ФЭ ПМ с 3D М ФЭ СБИС и управляющим ми- кропроцессором; ● проектирование и изготовление 3D МФЭ СБИС по кремниевой техноло- гии кристаллов матричных ПЭ с фо- тонными аналоговыми и цифровы- ми электронными многоканальны- ми связями; ● проектирование иизготовление 3DМ ЭФСБИСпо арсенид-галлиевой техно- логиикристалловматричных лазеров с поверхностнымизлучениемфотонов; ● выбор управляющего микропроцес- сора и полупроводниковой памяти; ● проектирование и изготовление мно- гоканальных линзовых растров, оп- тических призм и корпусов для мно- гоканальной фотонной связи; ● проектирование и изготовление разъёмов с многоканальными опти- ческими волокнами; ● проектированиеиизготовлениемного- слойнойLTCC-платыдля3DМФЭПМ; ● сборка, проверка и паспортизация 3D МФЭ ПМ. В 3D М ФЭ ПМ реализуются много- канальные фотонные и электронные связи. Кристаллы 3D М ФЭ СБИС и 3D М ЭФ СБИС по технологии «кристалл-на- плате» монтируются с двух сторон на LTCC-платы 3D М ФЭ ПМ (см. рис. 11) и закрываются герметичным корпусом с многоканальными оптическими лин- зовыми растрами. Базовая конструкция модуля 3D М ФЭ ПМ представлена на рисунке 12. Функциональные матричные 3D М ФЭ СБИС, применяемые в 3DМФЭ ПМ: ● 3DМЭФ СБИС ПЛ (см. рис. 13) – элек- трон-фотонная матрица лазерных диодов поверхностного излучения Металл-фотодиод n-область Металл-«светоизлучение» Металл-земля p + -земля Au 2,5 мкм Cr/Au 1,0 мкм Au 2,5 мкм Cr/Au 1,0 мкм AR-покрытие 65 мкм 10 мкм Нижнее DBR зеркало GaAs-подложка 19 пар А/О 9GaAs/GaAs Полиамид Полиамид p-контакт p-контакт n-контак n т -контакт р Р леги ованныйслой n-легированныйслой Верхнее DBRзеркало 30 пар А/О 9GaAs/GaAs p-контакт Просветляющее покрытие Апертура Ø 65 мкм Полиамид Полуизолирующая подложкаGaAs n-контакт Ø 30 мкм ~ 100 мкм > 2 мкм ~ 4,5 мкм ~ 1,5 мкм ~ 3,0 мкм Нижний РБО Верхний РБО Au Au