Optik Modulyatorlar üçün 8 düym LNOI (İzolyatorda LiNbO3) Wafer Dalğa bələdçiləri İnteqrasiya edilmiş sxemlər
Ətraflı Diaqram
Giriş
İzolyatorda Lithium Niobate (LNOI) vafliləri müxtəlif qabaqcıl optik və elektron tətbiqlərdə istifadə olunan qabaqcıl materialdır. Bu vaflilər nazik litium niobatın (LiNbO₃) təbəqəsini ion implantasiyası və vafli birləşdirmə kimi mürəkkəb üsullardan istifadə edərək, izolyasiya substratına, adətən silikon və ya digər uyğun materiala köçürməklə istehsal olunur. LNOI texnologiyası Silicon on Insulator (SOI) vafli texnologiyası ilə bir çox oxşarlıqları bölüşür, lakin piezoelektrik, piroelektrik və qeyri-xətti optik xüsusiyyətləri ilə tanınan material olan litium niobatın unikal optik xüsusiyyətlərindən istifadə edir.
LNOI vafliləri yüksək tezlikli və yüksək sürətli tətbiqlərdəki üstün performanslarına görə inteqrasiya olunmuş optika, telekommunikasiya və kvant hesablama kimi sahələrdə əhəmiyyətli diqqət qazanmışdır. Vaflilər "Smart-cut" texnikasından istifadə etməklə istehsal olunur ki, bu da litium niobat nazik filminin qalınlığına dəqiq nəzarət etməyə imkan verir və vaflilərin müxtəlif tətbiqlər üçün tələb olunan spesifikasiyalara cavab verməsini təmin edir.
Prinsip
LNOI vaflilərinin yaradılması prosesi toplu litium niobat kristalından başlayır. Kristal ion implantasiyasına məruz qalır, burada yüksək enerjili helium ionları litium niobat kristalının səthinə daxil olur. Bu ionlar kristala müəyyən bir dərinliyə nüfuz edir və kristal quruluşunu pozaraq, sonradan kristalı nazik təbəqələrə ayırmaq üçün istifadə oluna bilən kövrək müstəvi yaradır. Helium ionlarının xüsusi enerjisi implantasiya dərinliyinə nəzarət edir, bu da son litium niobat təbəqəsinin qalınlığına birbaşa təsir göstərir.
İon implantasiyasından sonra litium niobat kristalı vafli bağlanma adlanan texnikadan istifadə edərək substrata bağlanır. Bağlama prosesi adətən birbaşa bağlama metodundan istifadə edir, burada iki səth (ionla implantasiya olunmuş litium niobat kristalı və substrat) güclü bir əlaqə yaratmaq üçün yüksək temperatur və təzyiq altında bir-birinə sıxılır. Bəzi hallarda əlavə dəstək üçün benzosiklobuten (BCB) kimi yapışan material istifadə oluna bilər.
Yapışdırıldıqdan sonra, vafli ion implantasiyası nəticəsində yaranan hər hansı zədəni təmir etmək və təbəqələr arasındakı əlaqəni gücləndirmək üçün yumşalma prosesindən keçir. Yuvlama prosesi həmçinin nazik litium niobat təbəqəsinin orijinal kristaldan ayrılmasına kömək edir və cihazın istehsalı üçün istifadə oluna bilən nazik, yüksək keyfiyyətli litium niobat təbəqəsini geridə qoyur.
Spesifikasiyalar
LNOI vafliləri yüksək performanslı tətbiqlər üçün uyğunluğunu təmin edən bir neçə vacib spesifikasiya ilə xarakterizə olunur. Bunlara daxildir:
Material Xüsusiyyətləri.
| .Material. | .Spesifikasiyalar. |
| Material | Homojen: LiNbO3 |
| Material Keyfiyyəti | Baloncuklar və ya daxilolmalar <100μm |
| Orientasiya | Y-kəsmə ±0,2° |
| Sıxlıq | 4,65 q/sm³ |
| Küri temperaturu | 1142 ±1°C |
| Şəffaflıq | 450-700 nm diapazonunda >95% (10 mm qalınlıq) |
İstehsal Xüsusiyyətləri.
| .Parametr. | .Spesifikasiya. |
| Diametri | 150 mm ± 0,2 mm |
| Qalınlıq | 350 μm ±10 μm |
| Yastılıq | <1,3 μm |
| Ümumi qalınlıq dəyişikliyi (TTV) | Çözgü <70 μm @ 150 mm vafli |
| Yerli Qalınlıq Dəyişikliyi (LTV) | <70 μm @ 150 mm vafli |
| Kobudluq | Rq ≤0,5 nm (AFM RMS dəyəri) |
| Səth keyfiyyəti | 40-20 |
| Hissəciklər (çıxarılmayan) | 100-200 μm ≤3 hissəciklər |
| Çiplər | <300 μm (tam vafli, istisna zonası yoxdur) |
| Çatlaqlar | Qırığı yoxdur (tam vafli) |
| Çirklənmə | Çıxarılmayan ləkələr yoxdur (tam vafli) |
| Paralellik | <30 qövs saniyəsi |
| Orientation Reference Plane (X oxu) | 47 ±2 mm |
Tətbiqlər
LNOI vafliləri unikal xüsusiyyətlərinə görə geniş tətbiqlərdə, xüsusən də fotonik, telekommunikasiya və kvant texnologiyaları sahələrində istifadə olunur. Əsas tətbiqlərdən bəzilərinə aşağıdakılar daxildir:
İnteqrasiya edilmiş optika:LNOI vafliləri modulatorlar, dalğa ötürücüləri və rezonatorlar kimi yüksək performanslı fotonik cihazları təmin edən inteqrasiya olunmuş optik sxemlərdə geniş istifadə olunur. Litium niobatın yüksək qeyri-xətti optik xüsusiyyətləri onu səmərəli işıq manipulyasiyası tələb edən tətbiqlər üçün əla seçim edir.
Telekommunikasiya:LNOI vafliləri yüksək sürətli rabitə sistemlərində, o cümlədən fiber optik şəbəkələrdə vacib komponentlər olan optik modulyatorlarda istifadə olunur. Yüksək tezliklərdə işığı modulyasiya etmək qabiliyyəti LNOI vaflilərini müasir telekommunikasiya sistemləri üçün ideal hala gətirir.
Kvant Hesablama:Kvant texnologiyalarında LNOI vafliləri kvant kompüterləri və kvant rabitə sistemləri üçün komponentlər hazırlamaq üçün istifadə olunur. LNOI-nin qeyri-xətti optik xüsusiyyətləri kvant açarlarının paylanması və kvant kriptoqrafiyası üçün vacib olan dolaşıq foton cütləri yaratmaq üçün istifadə olunur.
Sensorlar:LNOI vafliləri optik və akustik sensorlar da daxil olmaqla müxtəlif sensor tətbiqlərində istifadə olunur. Onların həm işıq, həm də səslə qarşılıqlı əlaqədə olma qabiliyyəti onları müxtəlif növ sensor texnologiyaları üçün çox yönlü edir.
Tez-tez verilən suallar
Q:LNOI texnologiyası nədir?
A:LNOI texnologiyası nazik litium niobat filminin izolyasiya substratına, adətən silikona köçürülməsini nəzərdə tutur. Bu texnologiya litium niobatın yüksək qeyri-xətti optik xüsusiyyətləri, piezoelektrik və piroelektrik kimi unikal xüsusiyyətlərindən istifadə edərək onu inteqrasiya olunmuş optika və telekommunikasiya üçün ideal hala gətirir.
Q:LNOI və SOI vafliləri arasındakı fərq nədir?
A:Həm LNOI, həm də SOI vafliləri bir-birinə bənzəyir, çünki onlar substrata yapışdırılmış nazik material qatından ibarətdir. Bununla belə, LNOI vafliləri nazik film materialı kimi litium niobatdan, SOI vafliləri isə silikondan istifadə edir. Əsas fərq, LNOI üstün optik və piezoelektrik xüsusiyyətlər təklif edən nazik film materialının xüsusiyyətlərindədir.
Q:LNOI vaflilərindən istifadənin üstünlükləri nələrdir?
A: LNOI vaflilərinin əsas üstünlüklərinə yüksək qeyri-xətti optik əmsallar və mexaniki gücü kimi əla optik xüsusiyyətləri daxildir. Bu xüsusiyyətlər LNOI vaflilərini yüksək sürətli, yüksək tezlikli və kvant tətbiqlərində istifadə üçün ideal hala gətirir.
Q:LNOI vafliləri kvant tətbiqləri üçün istifadə edilə bilərmi?
Cavab:Bəli, LNOI vafliləri, dolaşıq foton cütləri yaratmaq qabiliyyətinə və inteqrasiya olunmuş fotonika ilə uyğunluğuna görə kvant texnologiyalarında geniş istifadə olunur. Bu xüsusiyyətlər kvant hesablama, rabitə və kriptoqrafiya sahələrində tətbiqlər üçün çox vacibdir.
Q:LNOI filmlərinin tipik qalınlığı nədir?
A:LNOI filmləri adətən xüsusi tətbiqdən asılı olaraq qalınlığı bir neçə yüz nanometrdən bir neçə mikrometrə qədər dəyişir. İon implantasiyası prosesi zamanı qalınlığa nəzarət edilir.
