Фотоникалык интегралдык микросхемалардын (PIC) материалдык системасы

Фотоникалык интегралдык микросхемалардын (PIC) материалдык системасы

Кремний фотоникасы – бул түрдүү функцияларды аткаруу үчүн жарыкты багыттоо үчүн кремний материалдарына негизделген тегиз структураларды колдонгон дисциплина. Бул жерде биз була-оптикалык байланыш үчүн өткөргүчтөрдү жана кабыл алгычтарды түзүүдө кремний фотоникасын колдонууга көңүл бурабыз. Берилген өткөрүү жөндөмдүүлүгүндө, берилген изде жана берилген чыгымда көбүрөөк өткөрүүнү кошуу зарылдыгы жогорулаган сайын, кремний фотоникасы экономикалык жактан жакшыраак болот. оптикалык бөлүгү үчүн,фотоникалык интеграция технологиясыколдонулушу керек жана когеренттүү трансиверлердин көбү бүгүн өзүнчө LiNbO3/ тегиздик жарык толкун чынжырынын (PLC) модуляторлору жана InP/PLC кабыл алгычтары аркылуу курулган.

Сүрөт 1: Көбүнчө колдонулган фотоникалык интегралдык микросхемалардын (PIC) материалдык системаларын көрсөтөт.

1-сүрөт эң популярдуу PIC материалдык системаларын көрсөтөт. Солдон оңго кремний негизиндеги кремний диоксиди PIC (PLC катары да белгилүү), кремний негизиндеги изолятор PIC (кремний фотоникасы), литий ниобаты (LiNbO3) жана InP жана GaAs сыяктуу III-V топ PIC. Бул макала кремний негизиндеги фотоникага багытталган. жылыкремний фотоникасы, жарык сигналы негизинен 1,12 электрон вольттун кыйыр диапазону (толкун узундугу 1,1 микрон) болгон кремнийде тарайт. Кремний мештерде таза кристаллдар түрүндө өстүрүлүп, андан кийин бүгүнкү күндө диаметри 300 мм болгон пластинкаларга кесилет. Вафли бети кычкылданат, кремний диоксиди катмарын пайда кылат. Вафлилердин бири белгилүү бир тереңдикке чейин суутек атомдору менен бомбаланат. Андан кийин эки пластинка вакуумда бириктирилет жана алардын оксид катмарлары бири-бири менен байланышат. Монтаж суутек ионунун имплантация линиясы боюнча үзүлөт. Андан кийин жаракадагы кремний катмары жылмаланып, акырында кремний катмарынын үстүндө бузулбаган кремний "туткасы" пластинкасынын үстүндө кристаллдык Si жука катмары калат. Бул жука кристаллдык катмардан толкун өткөргүчтөр пайда болот. Бул кремний негизиндеги изолятор (SOI) пластиналар аз жоготуулуу кремний фотоникалык толкун өткөргүчтөрүн мүмкүн кылганы менен, алар иш жүзүндө аз кубаттуулуктагы CMOS схемаларында көп колдонулат, анткени алар аз агып кетүүчү ток.

2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй кремний негизиндеги оптикалык толкун өткөргүчтөрдүн көптөгөн мүмкүн болгон формалары бар. Алар микро масштабдуу германий кошулган кремний толкун өткөргүчтөрүнөн нано масштабдуу Silicon Wire толкун өткөргүчтөрүнө чейин. Германийди аралаштырып, аны жасоого болотфотодетекторлоржана электрдик абсорбциямодуляторлор, жана, балким, ал тургай, оптикалык күчөткүчтөр. Кремнийди допинг менен, аоптикалык модуляторжасалышы мүмкүн. Төмөнкү солдон оңго карай: кремний зымынын толкун өткөргүчү, кремний нитридинин толкун өткөргүчү, кремний оксинитридинин толкун өткөргүчү, калың кремний кырка толкун өткөргүчү, ичке кремний нитридинин толкун өткөргүчү жана легирленген кремний толкун өткөргүчү. Жогору жакта солдон оңго карай түгөнүү модуляторлору, германий фотодетекторлору жана германийоптикалык күчөткүчтөр.

2-сүрөт: типтүү таралуу жоготууларын жана сынуу көрсөткүчтөрүн көрсөтүүчү кремнийге негизделген оптикалык толкун өткөргүч сериясынын кесилиши.