Фотоникалык интегралдык микросхемалардын материалдык системаларын салыштыруу

Фотоникалык интегралдык микросхемалардын материалдык системаларын салыштыруу
1-сүрөттө эки материалдык системанын, индий Фосфорунун (InP) жана кремнийдин (Si) салыштырылышы көрсөтүлгөн. Индийдин сейрек кездешүүсү InPди Si караганда кымбатыраак материал кылат. Кремнийге негизделген схемалар эпитаксиалдык өсүштү азыраак камтыгандыктан, кремнийге негизделген схемалардын кирешелүүлүгү, адатта, InP схемаларына караганда жогору болот. Кремний негизиндеги схемаларда германий (Ge), адатта гана колдонулатФотодетектор(жарык детекторлору), эпитаксиалдык өсүүнү талап кылат, ал эми InP системаларында, ал тургай пассивдүү толкун өткөргүчтөр да эпитаксиалдык өсүш менен даярдалышы керек. Эпитаксиалдык өсүү кристалл куймасы сыяктуу монокристаллдык өсүшкө караганда кемчиликтин тыгыздыгы жогору болот. InP толкун өткөргүчтөрү туурасынан гана жогорку сынуу көрсөткүчүнүн контрастына ээ, ал эми кремнийге негизделген толкун өткөргүчтөр туурасынан да, узунунан да жогорку сынуу көрсөткүчүнүн контрастына ээ, бул кремний негизиндеги түзүлүштөргө ийилүүчү радиустардын кичирейгенине жана башка компакттуу структураларга жетишүүгө мүмкүндүк берет. InGaAsP түз диапазонго ээ, ал эми Si жана Ge жок. Натыйжада, InP материалдык системалары лазердин натыйжалуулугу жагынан жогору. InP системаларынын ички оксиддери Si, кремний диоксидинин (SiO2) өздүк оксиддери сыяктуу туруктуу жана бышык эмес. Кремний InPге караганда күчтүүрөөк материал болуп саналат, ал чоңураак пластинка өлчөмдөрүн колдонууга мүмкүндүк берет, башкача айтканда, InPдеги 75 ммге салыштырмалуу 300 ммден (жакында 450 ммге чейин жаңыланат). InPмодуляторлорадатта кванттык чектелген Старк эффектине көз каранды, ал температурадан келип чыккан тилке четинин кыймылына байланыштуу температурага сезгич. Ал эми кремний негизиндеги модуляторлордун температурага көз карандылыгы өтө аз.

Кремний фотоникасы технологиясы жалпысынан арзан баада, кыска аралыкта, чоң көлөмдөгү продукциялар үчүн гана ылайыктуу деп эсептелет (жылына 1 миллиондон ашык даана). Себеби, масканы жайылтуу жана иштеп чыгуу үчүн чыгымдардын чоң көлөмү талап кылынат жанакремний фотоникасы технологиясышаар-шаар региондук жана алыскы аралыкка продукт колдонууда олуттуу аткаруу кемчиликтери бар. Ал эми иш жүзүндө тескерисинче. Арзан баада, кыска аралыкта, жогорку рентабелдүү колдонмолордо, вертикалдык боштук беттик лазер (VCSEL) жанатүз модуляцияланган лазер (DML лазер): түздөн-түз модуляцияланган лазер чоң атаандаштык басымын жаратат жана лазерлерди оңой интеграциялай албаган кремний негизиндеги фотоникалык технологиянын алсыздыгы олуттуу кемчилик болуп калды. Ал эми метродо, шаар аралык колдонмолордо кремний фотоникасы технологиясын жана санариптик сигналды иштетүүнү (DSP) биргелештирүү артыкчылыктуу болгондуктан (бул көбүнчө жогорку температуралуу чөйрөдө), лазерди бөлүү пайдалуураак. Мындан тышкары, когеренттүү аныктоо технологиясы кремний фотоникасы технологиясынын кемчиликтерин, мисалы, караңгы токтун жергиликтүү осциллятордун фототокунан бир топ азыраак болушу көйгөйүн толуктай алат. Ошол эле учурда маска жана иштеп чыгууга кеткен чыгымдарды жабуу үчүн чоң көлөмдөгү пластинкалардын сыйымдуулугу керек деп ойлоо да туура эмес, анткени кремний фотоникасы технологиясы эң өнүккөн кошумча металл оксиди жарым өткөргүчтөрүнө (CMOS) караганда бир топ чоң түйүн өлчөмдөрүн колдонот. ошондуктан талап кылынган маскалар жана өндүрүштүк процесстер салыштырмалуу арзан.