Eine Polymerfaser verbindet die SOI-Lichtwellenleiter zweier Chips. (Bild: KIT/Lindenmann, Balthasar)

Die Optoelektronik ist bisher in der Massenfertigung noch nicht auf der Chip-Ebene angekommen. Zwar haben sich Glasfaserverbindungen in der Telekommunikation über längere Strecken oder auch innerhalb von Rechenzentren oder Gebäuden etabliert; auch in modularen Rechnersystemen kommen manchmal optische Interconnects zum Einsatz. Doch auf der Chip-Ebene fehlt es noch an geeigneten, also bezahlbaren und großserientauglichen Fertigungs- und Montageverfahren.

Forscher des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) um Professor Dr. Christian Koos haben ein Verfahren entwickelt, um Halbleiterchips direkt optisch anzubinden. Ähnlich wie elektrische Bond-Drähte sieht ihr Photonic Wire Bond aus, doch statt eines Metalldrahts kommt eine Polymerfaser zum Einsatz. Diese wird genau an die benötigte Form angepasst, also auch an die Lichtwellenleiter in den Chips, die in einer Silicon-on-Insulator-(SOI-)Schicht liegen. Auf der Oberfläche der Chips befindet sich ein Polymer, welches die KIT-Forscher mit einem 3D-Laserlithografiesystem der Firma Nanoscribe bearbeiten. In Experimenten übertrug die optische Verbindung mehr als fünf Terabit an Daten pro Sekunde.

Als besonderen Vorteil ihres Verfahrens heben die KIT-Forscher hervor, dass keine besonders genaue Positionierung der beiden Chips zueinander nötig ist. Vielmehr werde die lichtleitende Polymerstruktur an die Position und Oberfläche der jeweiligen Chips angepasst. (ciw)