4. Fabrication of GP-EAMs and exper

4. Fabrication of GP-EAMs and experimental results
GP-EAM structures as outlined in Fig. 1 have been fabricated on 4-inch wafer level. The first layer of CVD-grown graphene on copper foil is transferred to a 4-inch silicon wafer with 8 µm polymer bottom cladding. The transfer process was still limiting the graphene lengths to about 25 µm. Structuring with oxygen plasma reactive ion etching (RIE) followed. The electrical contacts are formed by evaporation of 120 nm gold. The subsequent insulating layer of 35 nm silicon nitride is deposited via PECVD and structured with RIE before the graphene transfer, structuring, and contacting steps are repeated for the second layer. The wafer fabrication is finished with spin-coating and structuring the polymer waveguide layer (refractive index n = 1.479) as well as the polymer top cladding layer (n = 1.449). The passive polymers used for the fabrication are of the ZPU-12 series manufactured by ChemOptics Inc. The waveguides feature a cross section of 3.2 µm by 3.2 µm ensuring single-mode operation in the O-, C- and L-band, respectively.
From transmission line measurements we extract a sheet resistance of 900 Ω/sq after the fabrication for the lower graphene layer. The resistance is higher (1400 Ω/sq) for the upper graphene layer. This might be attributed to the increased surface roughness that we observe after structuring the first graphene layer and the deposition of the silicon nitride insulation layer. The contact resistance for both layers is below 5 kΩ∙µm and the gold-graphene contact exhibits ohmic behavior which is critical for the RF characteristics of the future devices. The individual devices on the processed wafer were separated by means of dicing, and we measured the voltage-dependent optical transmission through the GP-EAM at wavelengths between 1500 nm and 1600 nm with 0 dBm optical power.
Shown in Fig. 4(a) is the voltage-dependent transmission through a 25 µm-long GP-EAM fabricated as described above. Similar to other graphene devices relying on a field effect, the graphene-polymer EAM structure exhibits a pronounced hysteresis due to charge traps at the interface between graphene and silicon nitride. As these charge traps have large time constants (~ms), such a hysteresis is not expected to affect high-speed modulation performance [3,15]. Note that the curves for upwards and downwards sweep do not intersect at −15 V and + 15 V. This is due a time delay between the upwards and downwards measurements in our setup. As a result of this hysteresis we have not been able to deduce the neutrality point shift V0. The transmission values include fiber-to-chip coupling losses and propagation losses in the 3 mm long access waveguides.

Результаты (русский) 1:

4. Изготовление GP-EAMs и экспериментальные результатыGP-EAM структур, как указано на рис. 1 были сфабрикованы на уровне 4-дюймовых пластин. Первый слой CVD выросли графен на медной фольги передается 4-дюймовый кремниевой пластины с 8 мкм полимера нижней облицовки. Процесс передачи по-прежнему ограничивает графен длиной до 25 мкм. структурирование с кислородом плазмы реактивного ионного травления (RIE) следуют. Электрические контакты формируются путем испарения 120 nm золота. Последующий изоляционный слой нитрида кремния 35 Нм на хранение через PECVD и структурируются с РИЕ перед передачей графена, структурирование и беседовать с шаги повторяются для второго слоя. Изготовление пластин закончил с спин покрытием и структурирования волновода слоя полимера (преломления n = 1,479) а также полимерного слоя верхнего покрытия (n = 1,449). Пассивные полимеры, используемые для изготовления являются ЗПУ-12 серии, производитель ChemOptics инк Волноводов имеют поперечное сечение 3,2 мкм по 3,2 мкм, обеспечение единого режима в O-, C - и L-band, соответственно.От передачи линии измерений мы извлекаем лист сопротивление 900 Ω/sq после изготовления для нижнего слоя графена. Сопротивление будет выше (1400 Ω/кв) для верхнего графен слоя. Это можно объяснить повышенной шероховатости поверхности, которое мы наблюдаем после структурирования первого слоя графена и осаждение слоя изоляции нитрида кремния. Сопротивление контакта для обоих слоев ниже 5 kΩ∙µm и золото графен контакт экспонаты омического поведение, которое имеет решающее значение для РФ характеристик будущих устройств. Отдельные устройства на обработанные пластины были отделены с помощью перетасовки, и мы измерили-зависимых оптической передачи через GP-EAM на волнах между 1500 Нм и 1600 нанометр с 0 дБм оптической мощности.Показано на рис. 4 а это напряжение зависит от передачи через 25 мкм длиной GP-EAM сфабрикованы как описано выше. Подобно к другим устройствам графена, опираясь на эффект поля, графен полимерная структура ЕАМ экспонаты pronounced гистерезиса из-за заряда ловушек на стыке между графена и кремния нитрид. Поскольку эти заряда ловушки имеют большое время константы (~ МС), ожидается, что такой гистерезис не будет влиять на производительность высокоскоростных модуляции [3,15]. Обратите внимание, что кривые вверх и вниз развертки не пересекаются на −15 V и + 15 V. Это объясняется задержка времени между вверх и вниз измерений в нашей установке. В результате этого гистерезиса мы не смогли вывести нейтралитет точки сдвига V0. Передача значения включают волоконно чип муфты и распространения потери в 3 мм длинный доступ волноводах.

Результаты (русский) 2:

4. Изготовление GP-EAMS и экспериментальные результаты
GP-EAM структур , как показано на рис. 1 были изготовлены на 4-дюймовом уровне пластины. Первый слой CVD-выращенных графена на медной фольги переносится на 4-дюймовую кремниевую пластину с с нижней оболочкой 8 мкм полимер. Процесс передачи еще ограничение длины графена до примерно 25 мкм. Структурирование с кислородной плазмой реактивного ионного травления (RIE) , а затем. Электрические контакты образованы путем испарения 120 нм золота. Последующий изолирующий слой 35 нм нитрида кремния осаждается с помощью PECVD и структурированы с РИТ до переноса графена, структурирование и контактирование шаги повторяются для второго слоя. Изготовление пластин заканчивается спин-покрытием и структурировании полимерного волноводного слоя (показатель преломления п = 1,479), а также полимерный верхний слой оболочки (N = 1,449). Пассивные полимеры , используемые для изготовления являются серии ЗПУ-12 производства фирмы ChemOptics Inc. Световоды имеют поперечное сечение 3,2 мкм на 3,2 мкм , обеспечивая функционирование одномодового в O-, C- и L-диапазона, соответственно.
из измерений линии электропередачи выделим поверхностное сопротивление 900 Ом / кв после изготовления для нижнего слоя графена. Сопротивление выше (1400 Ω / кв) для верхнего слоя графена. Это может быть связано с повышенной шероховатостью поверхности , что мы наблюдаем после структурирования первого слоя графена и осаждение изолирующего слоя из нитрида кремния. Контактное сопротивление для обоих слоев составляет менее 5 кОм ∙ мкм , а золото-графен контактные экспонаты омическое поведение , которое имеет решающее значение для радиочастотных характеристик будущих устройств. Отдельные устройства на обработанной подложки были разделены с помощью перетасовки, и мы измерили зависимые от напряжения оптической передачи через GP-EAM в области длин волн от 1500 нм до 1600 нм с 0 дБм оптической мощности. ,
Изображенную на рис. 4 (а) представляет собой напряжение-зависимой передачи через 25 мкм длиной GP-EAM, представляющем описано выше. Подобно другим устройствам графеновыми , опирающихся на эффекте поля, структура EAM графен-полимер проявляет выраженный гистерезис за счет заряда ловушек на границе раздела между графеном и нитрида кремния. Поскольку эти ловушки заряда имеют большие постоянные времени (~ мс), такой гистерезис не ожидается , что влияет на производительность модуляции высокоскоростной [3,15]. Следует отметить , что кривые вверх и вниз развертки не пересекаются при температуре от -15 В и + 15 В. Это связано с задержкой времени между измерениями вверх и вниз по нашей установке. В результате этого гистерезиса мы не смогли вывести нейтральность точку переключения V0. Значения передачи включают волокна к микросхеме потери муфты и потери распространения в волноводах длиной доступа 3 мм.

Результаты (русский) 3:

4.изготовление GP eams и результаты экспериментовgp-eam структур, как об этом говорится в 1 были сфабрикованы на уровне 4 пластин.первый слой графена квз вырос на медной фольгой, передается в кремниевой пластины с 8 4 мкм полимерных снизу облицовки.процесс передачи еще ограничения графен длиной около 25 мкм структуры с кислородом плазмы (ри), затем реактивного ион травления.электрические контакты образуют испарения 120 нм золото.последующие изоляционного слоя 35 нм нитрида кремния проникает через PECVD и структурированных с валери до графена передачи, структурирования, и связаться с шаги повторяются во второй слой.вафли изготовление закончит с побочным покрытий и структурирования полимер волновод слой (преломления n = 1.479), а также полимерных топ - наружный слой (N = 1.449).пассивный полимеров, используемых для изготовления не из серии zpu-12 производства chemoptics Inc. волноводы особенность сечение 3.2 мкм на 3,2 мкм обеспечение операции в ходе перевозки одним видом - - с - и - диапазоне, соответственно.от линии электропередач измерений доставать лист сопротивление 900 мом / кв. после того, как производство графена для нижнего слоя.сопротивление выше (1400 мом / м2) на верхний слой графена.это может быть обусловлено ростом шероховатость поверхности, которые мы наблюдаем после структуризации первой графен слоя и осаждение из нитрида кремния изоляционного слоя.контакт сопротивления для обоих слои ниже 5 k Ω∙µ м и золото графен контакт выставки омический поведения, которое имеет крайне важное значение для рф характеристики будущего устройства.отдельных устройств на обработанные вафли были разлучены с помощью нарезка кубиками, и мы измерили напряжение от оптической передачи через gp-eam на длинах волн 1500 нм и 1600 нм при 0 мбу оптическая сила.показано на диаграмме 4 (a) - это напряжение от передачи с помощью 25 мг m-long gp-eam сфабрикованы, как описано выше.по аналогии с другими устройствами на основе графена эффект поля, графен полимерных EAM структура выставки ярко выраженный упругостью благодаря заряд ловушки на стыке графен и нитрида кремния.как эти обвинения ловушек большое время выведения (~ MS), таких, как ожидается, не затрагивают упругостью высокоскоростных модуляция работы [315].следует отметить, что кривые вверх и вниз три не пересекаются в - 15 V и + 15. это из - за время задержки между вверх и вниз измерений в нашей установки.в результате этого гистерезис мы не смогли вывести нейтралитет точки перехода V0.передачи ценностей относятся волокна на чип сцепные потерь и распространения потерь в 3 мм длиной доступ волноводы.