Tqabbil ta 'sistemi ta' materjal ta 'ċirkwit integrat fotoniku

Tqabbil ta 'sistemi ta' materjal ta 'ċirkwit integrat fotoniku
Il-Figura 1 turi paragun ta 'żewġ sistemi ta' materjali, Indium Phosphorus (InP) u silikon (Si). Ir-rarità ta 'l-indju tagħmel InP materjal aktar għali minn Si. Minħabba li ċ-ċirkwiti bbażati fuq is-silikon jinvolvu inqas tkabbir epitassjali, ir-rendiment taċ-ċirkwiti bbażati fuq is-silikon huwa ġeneralment ogħla minn dak taċ-ċirkwiti InP. F'ċirkwiti bbażati fuq is-silikon, ġermanju (Ge), li normalment jintuża biss fiFotodetector(ditekters tad-dawl), teħtieġ tkabbir epitassjali, filwaqt li fis-sistemi InP, anke gwidi tal-mewġ passivi għandhom jiġu ppreparati minn tkabbir epitassjali. It-tkabbir epitassjali għandu tendenza li jkollu densità ta 'difett ogħla minn tkabbir ta' kristall wieħed, bħal minn ingott tal-kristall. Il-gwidi tal-mewġ InP għandhom kuntrast għoli ta 'indiċi ta' rifrazzjoni biss trasversali, filwaqt li l-gwidi tal-mewġ ibbażati fuq is-silikon għandhom kuntrast għoli ta 'indiċi ta' rifrazzjoni kemm trasversali kif ukoll lonġitudinali, li jippermetti li apparati bbażati fuq is-silikon jiksbu raġġi ta 'liwi iżgħar u strutturi oħra aktar kompatti. InGaAsP għandha band gap diretta, filwaqt li Si u Ge m'għandhomx. Bħala riżultat, is-sistemi tal-materjal InP huma superjuri f'termini ta 'effiċjenza tal-lejżer. L-ossidi intrinsiċi tas-sistemi InP mhumiex stabbli u robusti daqs l-ossidi intrinsiċi ta 'Si, dijossidu tas-silikon (SiO2). Is-silikon huwa materjal aktar b'saħħtu minn InP, li jippermetti l-użu ta 'daqsijiet ta' wejfers akbar, jiġifieri minn 300 mm (dalwaqt se jiġi aġġornat għal 450 mm) meta mqabbel ma' 75 mm f'InP. InPmodulaturiġeneralment jiddependu fuq l-effett Stark konfinat quantum, li huwa sensittiv għat-temperatura minħabba l-moviment tat-tarf tal-faxxa kkawżat mit-temperatura. B'kuntrast, id-dipendenza fuq it-temperatura tal-modulaturi bbażati fuq is-silikon hija żgħira ħafna.

It-teknoloġija tal-fotonika tas-silikon ġeneralment titqies adattata biss għal prodotti bi prezz baxx, ta 'medda qasira u ta' volum għoli (aktar minn miljun biċċa fis-sena). Dan għaliex huwa aċċettat b'mod wiesa 'li huwa meħtieġ ammont kbir ta' kapaċità tal-wejfer biex jinfirxu l-ispejjeż tal-maskra u tal-iżvilupp, u liteknoloġija fotonika tas-silikongħandu żvantaġġi sinifikanti ta 'prestazzjoni f'applikazzjonijiet ta' prodotti reġjonali u fit-tul minn belt għal belt. Fir-realtà, madankollu, huwa minnu l-oppost. F'applikazzjonijiet bi prezz baxx, fuq medda qasira u b'rendiment għoli, laser li jarmu l-wiċċ tal-kavità vertikali (VCSEL) ulaser modulat dirett (Lejżer DML) : laser modulat direttament joħloq pressjoni kompetittiva enormi, u d-dgħufija tat-teknoloġija fotonika bbażata fuq is-silikon li ma tistax tintegra faċilment il-lejżers saret żvantaġġ sinifikanti. B'kuntrast, fil-metro, applikazzjonijiet fuq distanzi twal, minħabba l-preferenza għall-integrazzjoni tat-teknoloġija tal-fotonika tas-silikon u l-ipproċessar tas-sinjali diġitali (DSP) flimkien (li ħafna drabi jkun f'ambjenti ta 'temperatura għolja), huwa aktar vantaġġuż li tissepara l-laser. Barra minn hekk, teknoloġija ta 'skoperta koerenti tista' tpatti għan-nuqqasijiet tat-teknoloġija tal-fotonika tas-silikon fil-biċċa l-kbira, bħall-problema li l-kurrent skur huwa ħafna iżgħar mill-fotokurrent tal-oxxillatur lokali. Fl-istess ħin, huwa wkoll ħażin li wieħed jaħseb li huwa meħtieġ ammont kbir ta 'kapaċità tal-wejfer biex tkopri l-ispejjeż tal-maskra u l-iżvilupp, minħabba li t-teknoloġija tal-fotonika tas-silikon tuża daqsijiet ta' nodi li huma ħafna akbar mis-semikondutturi tal-ossidu tal-metall komplementari l-aktar avvanzati (CMOS), għalhekk il-maskri u l-produzzjoni meħtieġa huma relattivament irħas.