Resonadores de cristal fotónico mediante procesos CMOS.

Se ha empezado a intentar reducir el consumo de energía procesando información que antes se procesaba eléctricamente, pero que ahora se procesa en forma de luz. En particular, la investigación sobre la fotónica del silicio, cuyo objetivo es reducir el consumo de energía de los sistemas sustituyendo el cableado de los chips por la luz, ha sido muy activa. La investigación actual sobre la fotónica del silicio se centra en el desarrollo de tecnologías relacionadas con la transmisión de la luz dentro del chip, pero en el futuro la luz también puede desempeñar un papel en el procesamiento de señales para conseguir un ahorro de energía definitivo. Para ello, se consideran imprescindibles unos elementos llamados resonadores de cristal fotónico, capaces de confinar fuertemente la luz.

A partir de ahí, el objetivo de esta investigación fue incorporar los cristales fotónicos como un nuevo elemento en la fotónica del silicio. Esta integración no se ha logrado hasta ahora debido a dos inconvenientes: en primer lugar, la diferencia en los métodos de fabricación. Los elementos fotónicos de silicio se fabrican cada vez más utilizando la fotolitografía en el proceso CMOS, con el objetivo de integrarse en el futuro en elementos CMOS. En cambio, los cristales fotónicos se fabrican mediante litografía de haz de electrones. Los elementos fotónicos de silicio están hechos de SiO₂(dióxido de silicio), mientras que los cristales fotónicos convencionales requieren una estructura reticulada. Por tanto, los dispositivos convencionales eran difíciles de incorporar en el mismo chip de silicio.

Se pensaba que los cristales fotónicos eran imposibles de fabricar con la precisión de la fotolitografía, el principal proceso CMOS, pero este problema se superó adoptando un diseño conocido como tipo de variación de anchura, mostrado en la Fig. 1(a). De hecho, en el resonador conocido como L3, los agujeros vecinos se pegan entre sí, lo que hace imposible fabricar el elemento con precisión.