氮化物光電器件以其工藝可兼容和波長可調等顯著優(yōu)勢，在片上光通信集成系統(tǒng)領域引起了廣泛關注，基于氮化物材料的多功能光電器件的同質集成為構建復雜可靠的片上光網絡集成系統(tǒng)提供了機會，大規(guī)模氮化物光子集成電路（PIC）的快速發(fā)展將促進片上光通信集成技術的更新迭代。然而，相比于成熟的硅基集成電路（IC）的蓬勃發(fā)展，氮化物PIC光通信技術的研究起步較晚，性能亟需提升。
近日，中國科學院半導體研究所寬禁帶半導體研發(fā)中心王軍喜、魏同波研究員團隊，與復旦大學沈超研究員、沙特國王科技大學李曉航副教授合作，制備出氮化物片上日盲光通信集成器件，并搭建了可以實時傳輸視頻信號的片上光通信集成系統(tǒng)。集成器件在30 A/cm2的低電流密度下-3 dB通信帶寬提高到451 MHz，集成波導的光學限制提高了51.9%，自驅動集成探測器表現出6.51×105的高開關比（PDCR）和73.3 A/W的響應度，集成系統(tǒng)展示了200 Mbps的片上光通信速率和納秒級的瞬態(tài)響應能力（圖1），充分體現了氮化物光子集成系統(tǒng)在片上光通信領域的應用潛力。
該研究成果以“III-Nitride Micro-Array Integration for Photon Transceiver”為題，發(fā)表于《激光與光子學評論》（Laser & Photonics Reviews）。半導體所博士生何瑞為論文第一作者，半導體所魏同波研究員、復旦大學沈超研究員和沙特國王科技大學李曉航副教授為論文共同通訊作者，該工作也得到了半導體所陳雄斌研究員的幫助與大力支持。
此外，研究團隊應邀在《應用物理評論》（Applied Physics Reviews）上發(fā)表題為“III-Nitride-based Monolithic Integration: From Electronics to Photonics”的綜述論文（Appl. Phys. Rev. 2025 ,12 ,021301）。該論文系統(tǒng)探討了III族氮化物在微電子、光子與光電領域的單片集成技術，不同功能模塊在同一晶圓上有效集成，將消除冗余外接元件引起的寄生效應，增強系統(tǒng)魯棒性并節(jié)省器件面積，III族氮化物單片集成技術將在光電混合IC中獲得重要應用。半導體所碩士生宋一健作為第一作者，半導體所魏同波研究員為通訊作者。
圖1 AlGaN基Mini -MQWs結構集成系統(tǒng)的片上測試結果及與當前已發(fā)表的氮化物集成器件傳輸速率的對比
（來源：中國科學院半導體研究所）
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