Фотоник интеграл хэлхээний материалын системийн харьцуулалт

Фотоник интеграл хэлхээний материалын системийн харьцуулалт
Зураг 1-т индий фосфор (InP) ба цахиур (Si) гэсэн хоёр материалын системийн харьцуулалтыг харуулав. Индий ховор байдаг нь InP-ийг Si-ээс илүү үнэтэй материал болгодог. Цахиур дээр суурилсан хэлхээ нь эпитаксиал өсөлт багатай тул цахиур дээр суурилсан хэлхээний гарц нь InP хэлхээнийхээс ихэвчлэн өндөр байдаг. Цахиур дээр суурилсан хэлхээнд германий (Ge) нь ихэвчлэн зөвхөн ... ашигладаг.Фото илрүүлэгч(гэрэл мэдрэгч), эпитаксиал өсөлтийг шаарддаг бол InP системд идэвхгүй долгион хөтлөгчийг ч эпитаксиал өсөлтөөр бэлтгэх ёстой. Эпитаксиал өсөлт нь болор гулдмай гэх мэт дан талст өсөлтөөс илүү өндөр согогийн нягтралтай байх хандлагатай байдаг. InP долгион хөтлөгч нь зөвхөн хөндлөн хэсэгт өндөр хугарлын илтгэгчийн тодосголттой байдаг бол цахиур дээр суурилсан долгион хөтлөгч нь хөндлөн болон уртааш хэсэгт өндөр хугарлын илтгэгчийн тодосголттой байдаг нь цахиур дээр суурилсан төхөөрөмжүүдэд жижиг нугалах радиус болон бусад илүү авсаархан бүтцийг бий болгох боломжийг олгодог. InGaAsP нь шууд зурвасын зайтай байдаг бол Si ба Ge нь тийм биш юм. Үүний үр дүнд InP материалын системүүд нь лазерын үр ашгийн хувьд давуу талтай. InP системийн дотоод исэл нь Si, цахиурын давхар исэл (SiO2)-ийн дотоод исэл шиг тогтвортой, бат бөх биш юм. Цахиур нь InP-ээс илүү бат бөх материал бөгөөд InP-д 75 мм-ээс илүү том хэмжээтэй, өөрөөр хэлбэл 300 мм-ээс (удахгүй 450 мм болгон шинэчлэх болно) хэмжээтэй вафли ашиглах боломжийг олгодог. InPмодуляторуудихэвчлэн квантаар хязгаарлагдсан Старкийн эффектээс хамаардаг бөгөөд энэ нь температураас үүдэлтэй туузны ирмэгийн хөдөлгөөнөөс болж температурт мэдрэмтгий байдаг. Үүний эсрэгээр цахиур дээр суурилсан модуляторуудын температурын хамаарал маш бага байдаг.

Цахиурын фотоникийн технологийг ерөнхийдөө зөвхөн хямд өртөгтэй, богино хугацааны, их хэмжээний бүтээгдэхүүнд (жилд 1 сая гаруй ширхэг) тохиромжтой гэж үздэг. Учир нь маск болон хөгжүүлэлтийн зардлыг хуваарилахын тулд их хэмжээний вафлийн багтаамж шаардлагатай гэдгийг өргөнөөр хүлээн зөвшөөрдөг бөгөөдцахиурын фотоникийн технологихот хоорондын бүс нутгийн болон урт замын бүтээгдэхүүний хэрэглээнд гүйцэтгэлийн мэдэгдэхүйц сул талуудтай байдаг. Гэсэн хэдий ч бодит байдал дээр эсрэгээрээ байдаг. Бага өртөгтэй, богино зайн, өндөр бүтээмжтэй хэрэглээнд босоо хөндий гадаргуугийн ялгаруулалттай лазер (VCSEL) болоншууд модуляцлагдсан лазер (DML лазер): шууд модуляцлагдсан лазер нь өрсөлдөөний асар их дарамт учруулж байгаа бөгөөд цахиур дээр суурилсан фотоник технологийн сул тал нь лазерыг хялбархан нэгтгэж чадахгүй байгаа нь томоохон сул тал болж байна. Үүний эсрэгээр, метро, ​​алсын зайн хэрэглээнд цахиурын фотоникийн технологи болон дижитал дохионы боловсруулалт (DSP)-ийг хамтад нь нэгтгэхийг илүүд үздэг тул (ихэвчлэн өндөр температуртай орчинд байдаг) лазерыг салгах нь илүү давуу талтай юм. Үүнээс гадна, когерент илрүүлэх технологи нь цахиурын фотоникийн технологийн дутагдлыг ихээхэн хэмжээгээр нөхөж чаддаг, тухайлбал харанхуй гүйдэл нь орон нутгийн осцилляторын фото гүйдлээс хамаагүй бага байдаг. Үүний зэрэгцээ, маск болон хөгжүүлэлтийн зардлыг нөхөхөд их хэмжээний ваферийн багтаамж шаардлагатай гэж бодох нь буруу юм, учир нь цахиурын фотоникийн технологи нь хамгийн дэвшилтэт нэмэлт металл исэл хагас дамжуулагч (CMOS)-оос хамаагүй том зангилааны хэмжээг ашигладаг тул шаардлагатай маск болон үйлдвэрлэлийн ажиллагаа харьцангуй хямд байдаг.