SiNフォトニクス・ファウンダリサービス

LIGENTEC: 200 mm大量生産対応SiN統合プラットフォーム

LIGENTECのシリコン窒化物(SiN)技術は、集積フォトニクスに基づく製品を具現化し、企業や研究機関が独自の設計を実現する手段を提供します。

LIGENTECは、プロセスエンジニアが運営するシリコン窒化物の独自製造技術によるファウンドリサービスを提供しています。

シリコン窒化物技術に加え、LIGENTECは高速度変調を可能にする薄膜ニオブ酸リチウム（TFLN）などの能動素子の統合開発にも注力しています。シリコン窒化物は光を制御する優れたプラットフォームであり、確立されたPDK（プロセスデザインキット）を使用します。

最先端のSiNプラットフォーム

光伝搬損失 (<1dB/m in C-band)

シングルモードファイバへの結合 (<1dB/facet)

熱的な位相チューニング (πシフト < 15 mW)

高閉じ込めリング共振器 (Qファクタ >20M)

200 mm, 自動車適合ファウンダリパートナー

統計的なプロセス制御

開発中のイノベーション:

ニオブ酸リチウム変調器 (LN)

フォトダイオードの実装

ゲイン材料

その他

デザインの柔軟性

LIGENTECのプロセスは、非常に高い形状精度を持つ、最新鋭のコスト効率の高いプラットフォームです。

このプロセスには完全なPDK（L-edit、Calibre、Luceda、Synopsysで利用可能）が付属しており、DRCルール・ファイルや参照設計の検証済みシミュレーション・データが含まれています。

参考設計の例:

スポット・サイズ・コンバーター
超低損失スパイラル
マッハ・ツェンダー干渉計、多モード干渉

リング共振器
フィルター
配列導波路グレーティング (AWG)

ヒーター
2 x 2 ミリメートル
均一性

製作モジュール及び選択PDKコンポーネント

ExSpot. 1550nmでのSMFにモードマッチングするスポットサイズコンバータ

厚い導波路のユニークな特性

厚みのある導波路が示す顕著な特質は、その異常な分散特性と高い損傷耐性閾値にあります。これらの特性は、統合量子通信や、パルスレーザーを用いた導波路におけるスーパーコンティニューム生成、連続波レーザーからフェムト秒パルスを生成するマイクロ共振器の利用など、非線形光学応用において極めて重要です。

高いパワー閾値は、LIDARのようなアプリケーションにおいて導波路を通じてワット級のパワーを伝達可能にします。また、可視光領域での透明性は、シリコンナイトライド平面光子回路をマイクロフルイディクスやバイオセンシングの分野において魅力的な選択肢とします。

最初に、AN技術と名付けられたこの技術は、ナイトライド導波路内に90％以上のモードが保持されることに由来します。

この高いモード閉じ込めは、以下のような複数の利点を提供します：

- 中赤外線領域での透明窓を3.0 µmまで広げる能力
- 曲げ半径の縮小により、極めてコンパクトなデザインを実現
- 導波路の設計を通じて、非線形及び量子的な選択肢へのアクセスを可能にする
- 高いパワーレベルでの操作を可能にし、伝播損失を低減

AN技術は、光学応用のために特別に設計された二つのモジュラープロセスで提供されています。

SiNとLNOIの組み合わせによる製造技術の進化

LIGENTECは、可視光から中赤外光までの集積フォトニックチップを使用したフォトニックアプリケーションをターゲットとした独自の窒化ケイ素（Si3N4）プラットフォームを提供しています。SiNはSiとSiO2中間に位置する材料です。

LIGENTECは新しく高性能な材料を最新鋭のシリコンナイトライド・プラットフォーム上に集積する最先端の技術を開発しています。その一つが、SiN上への薄膜LN集積化です。Lithium Niobate On Insulator(LNOI)とも呼ばれます。最高のパッシブ・フォトニクス・プラットフォームと卓越した電気光学材料プラットフォームを組み合わせることで、フォトニクスの世界を変革するプラットフォームが誕生します。

メリット:

- 性能の向上: ニオブ酸リチウムは、その優れた電気光学特性、圧電特性、非線形特性で知られています。窒化ケイ素の堅牢性と低い伝搬損失と組み合わせることで、比類のない性能を持つデバイスが生まれます。
- コンパクトで効率的: 当社の集積化アプローチにより、よりコンパクトなデバイスが可能になります。LNOIとSiNにおける光の高い閉じ込め性能は、その高い電気光学係数と相まって、100GHzを超えるVπLと変調帯域幅の点で性能向上につながります。
- 汎用性: このハイブリッド・プラットフォームは、電気通信（100GHz以上）から光クロック（非線形特性）、量子コンピューティング・アプリケーション（超低損失）まで、幅広いアプリケーションに適しています。
- 費用対効果の高い製造技術と拡張性: LNOIとSiNの組み合わせには、既存の大量生産、200mmスケーリングパスを活用します。スペックに妥協することなく、AI・データセンターと言った大量生産アプリケーションが実現可能な選択肢となります。

応用分野

LIDAR

LIGENTEC ANテクノロジーは、御社のLIDARシステムの基礎を提供します。

お望みの波長で機能します。すべてのLIDAR光源波長(0.8-1.7um)に対して透明です
200m範囲まで安全に到達可能な高出力かつ低い伝搬損失 (10Wまで。 0.1dB/cm)
小さなチップサイズ. X2モジュールとタイトな曲げ半径(<10um)を用いた折り畳みデザイン

最小の位相変化と容易なin/outカップリング(屈折率コントラスト 0.7)

バイオセンシングと顕微観察

可視および近赤外領域における透明性と低損失伝搬により、窒化ケイ素（SiN）プラットフォームは、多くのバイオフォトニック・センシングおよびイメージング・アプリケーションにとって魅力的なものとなっています。

これらの分野は通常、高価で複雑、そしてしばしば大きく扱いにくい装置に依存しているため、集積フォトニクスはコスト削減をもたらすことができます。

量子応用

LIGENTECはお客様やパートナーと共に、光のユニークな特性を利用して量子システムを構築しています。

LIGENTECの技術に基づく集積フォトニクスは、量子状態の生成、伝送、測定を、環境ノイズの影響を受けにくい単一パッケージのソリューションに組み込んでいます。
量子応用のためのANテクノロジー独自の特徴は以下の通りです。

- 超低伝搬損失、遅延線IPブロックの曲げ半径は5dB/m以下です
- 光子対生成源として効率的な自発4光波混合(SFWM)を利用できます。SFWMは高Qリング共振器と設計による分散の制御によって可能となります
- 低温4mKでテストされた技術 (LPQM量子フォトニクス研究所)
- ExSpotおよびLoCAモジュールを使用して、LIGENTECチップ（バットカップリング、エバネッセンスカップリング）および同じチップ上のファイバーへの効率的なカップリング。単一のチップで最大4つのスポット・サイズ・コンバーターとエバネッセントカップリングを実証。