Фотондук интегралдык микросхемалардын материалдык системаларын салыштыруу
1-сүрөттө эки материалдык системанын, индий фосфорунун (InP) жана кремнийдин (Si) салыштыруусу көрсөтүлгөн. Индийдин сейрек кездешүүсү InPди Siге караганда кымбатыраак материалга айлантат. Кремний негизиндеги схемалар эпитаксиалдык өсүштү азыраак камтыгандыктан, кремний негизиндеги схемалардын түшүмдүүлүгү адатта InP схемаларына караганда жогору болот. Кремний негизиндеги схемаларда, адатта, төмөнкү учурларда гана колдонулат:Фотодетектор(жарык детекторлору), эпитаксиалдык өсүүнү талап кылат, ал эми InP системаларында пассивдүү толкун өткөргүчтөр да эпитаксиалдык өсүү менен даярдалышы керек. Эпитаксиалдык өсүү кристалл куймасынан сыяктуу монокристалл өсүүсүнө караганда жогорку кемчилик тыгыздыгына ээ болот. InP толкун өткөргүчтөрүнүн туурасынан кеткен жеринде гана жогорку сынуу көрсөткүчүнүн контрасты бар, ал эми кремний негизиндеги толкун өткөргүчтөр туурасынан кеткен жана узунунан кеткен жеринде жогорку сынуу көрсөткүчүнүн контрастына ээ, бул кремний негизиндеги түзүлүштөргө кичирээк ийилүү радиустарына жана башка компакттуу түзүлүштөргө жетүүгө мүмкүндүк берет. InGaAsP түз тилкелүү аралыкка ээ, ал эми Si жана Ge жок. Натыйжада, InP материалдык системалары лазердик эффективдүүлүк жагынан жогору. InP системаларынын ички оксиддери Si, кремний диоксидинин (SiO2) ички оксиддери сыяктуу туруктуу жана бекем эмес. Кремний InPге караганда күчтүүрөөк материал болуп саналат, бул InPдеги 75 ммге салыштырмалуу чоңураак пластина өлчөмдөрүн, башкача айтканда, 300 ммден (жакында 450 ммге чейин көтөрүлөт) колдонууга мүмкүндүк берет. InPмодуляторлорадатта, кванттык чектөөлөр менен чектелген Старк эффектине көз каранды, ал температурадан улам пайда болгон тилкенин четинин кыймылынан улам температурага сезгич. Ал эми кремний негизиндеги модуляторлордун температурага көз карандылыгы өтө аз.
Кремний фотоника технологиясы, адатта, арзан, кыска аралыкка, көп көлөмдүү продукциялар үчүн гана ылайыктуу деп эсептелет (жылына 1 миллиондон ашык даана). Себеби, маска жана иштеп чыгуу чыгымдарын бөлүштүрүү үчүн көп көлөмдөгү пластина кубаттуулугу талап кылынат жана бул кеңири кабыл алынган.кремний фотоника технологиясышаардан шаарга аймактык жана узак жол жүрүүчү продукцияларды колдонууда олуттуу кемчиликтерге ээ. Бирок, чындыгында, тескерисинче. Арзан, кыска аралыкка, жогорку өндүрүмдүүлүккө ээ колдонмолордо, вертикалдык көңдөй бетин нурлантуучу лазер (VCSEL) жанатүз модуляцияланган лазер (DML лазери): түз модуляцияланган лазер чоң атаандаштык басымын жаратат жана лазерлерди оңой интеграциялай албаган кремнийге негизделген фотондук технологиянын алсыздыгы олуттуу кемчиликке айланды. Ал эми метродо, алыскы аралыкка колдонмолордо, кремний фотоника технологиясын жана санариптик сигналдарды иштетүүнү (DSP) бирге интеграциялоого артыкчылык берилгендиктен (көбүнчө жогорку температуралуу чөйрөлөрдө болот), лазерди бөлүү пайдалуураак. Мындан тышкары, когеренттүү аныктоо технологиясы кремний фотоника технологиясынын кемчиликтерин, мисалы, караңгы ток жергиликтүү осциллятордун фототогунан алда канча кичинекей көйгөйүн чоң өлчөмдө толтура алат. Ошол эле учурда, маска жана иштеп чыгуу чыгымдарын жабуу үчүн көп өлчөмдөгү пластина сыйымдуулугу керек деп ойлоо да туура эмес, анткени кремний фотоника технологиясы эң өнүккөн кошумча металл кычкылынын жарым өткөргүчтөрүнө (CMOS) караганда алда канча чоң түйүн өлчөмдөрүн колдонот, ошондуктан талап кылынган маскалар жана өндүрүштүк циклдер салыштырмалуу арзан.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 2-августу