8inch LNOI (LiNbO3 on Insulator) Wafer ສໍາລັບ Optical Modulators Waveguides Integrated Circuits
ແຜນວາດລາຍລະອຽດ
ແນະນຳ
Lithium Niobate on Insulator (LNOI) wafers ເປັນວັດສະດຸທີ່ທັນສະ ໄໝ ທີ່ໃຊ້ໃນອຸປະກອນ optical ແລະເອເລັກໂຕຣນິກຂັ້ນສູງ. wafers ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຜະລິດໂດຍການໂອນຊັ້ນບາງໆຂອງ lithium niobate (LiNbO₃) ເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນຮອງ insulating, ໂດຍປົກກະຕິ silicon ຫຼືວັດສະດຸທີ່ເຫມາະສົມອື່ນໆ, ການນໍາໃຊ້ເຕັກນິກການຊັບຊ້ອນເຊັ່ນ: implantation ion ແລະ wafer bonding. ເທກໂນໂລຍີ LNOI ແບ່ງປັນຄວາມຄ້າຍຄືກັນຫຼາຍກັບເທກໂນໂລຍີ wafer Silicon on Insulator (SOI) ແຕ່ໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກຄຸນສົມບັດ optical ເປັນເອກະລັກຂອງ lithium niobate, ວັດສະດຸທີ່ຮູ້ຈັກສໍາລັບລັກສະນະ piezoelectric, pyroelectric, ແລະ nonlinear optical.
LNOI wafers ໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນຂົງເຂດຕ່າງໆເຊັ່ນ optics ປະສົມປະສານ, ໂທລະຄົມ, ແລະຄອມພິວເຕີ້ quantum ເນື່ອງຈາກການປະຕິບັດທີ່ເຫນືອກວ່າຂອງພວກເຂົາໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີຄວາມໄວສູງແລະຄວາມໄວສູງ. wafers ແມ່ນຜະລິດໂດຍໃຊ້ເຕັກນິກ "Smart-cut", ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການຄວບຄຸມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງແຜ່ນບາງໆ lithium niobate, ຮັບປະກັນວ່າ wafers ຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການສະເພາະສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຕ່າງໆ.
ຫຼັກການ
ຂະບວນການສ້າງ LNOI wafers ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍ crystal lithium niobate ຫຼາຍ. ໄປເຊຍກັນໄດ້ຮັບການປູກຝັງ ion, ບ່ອນທີ່ ions helium ພະລັງງານສູງໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີເຂົ້າໄປໃນຫນ້າດິນຂອງໄປເຊຍກັນ lithium niobate ໄດ້. ion ເຫຼົ່ານີ້ເຈາະໄປເຊຍກັນໄດ້ໃນລະດັບຄວາມເລິກສະເພາະໃດຫນຶ່ງແລະລົບກວນໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນ, ການສ້າງຍົນ fragile ທີ່ຕໍ່ມາສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອແຍກໄປເຊຍກັນເປັນຊັ້ນບາງໆ. ພະລັງງານສະເພາະຂອງ ions helium ຄວບຄຸມຄວາມເລິກຂອງ implantation, ເຊິ່ງມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຄວາມຫນາຂອງຊັ້ນ lithium niobate ສຸດທ້າຍ.
ຫຼັງຈາກການປູກຝັງ ion, crystal lithium niobate ຖືກຜູກມັດກັບ substrate ໂດຍໃຊ້ເຕັກນິກທີ່ເອີ້ນວ່າ wafer bonding. ຂະບວນການຜູກມັດໂດຍປົກກະຕິຈະໃຊ້ວິທີການຜູກມັດໂດຍກົງ, ບ່ອນທີ່ສອງດ້ານ (ທາດ ion-implanted lithium niobate crystal ແລະ substrate) ຖືກກົດດັນຮ່ວມກັນພາຍໃຕ້ອຸນຫະພູມສູງແລະຄວາມກົດດັນເພື່ອສ້າງຄວາມຜູກພັນທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ໃນບາງກໍລະນີ, ວັດສະດຸກາວເຊັ່ນ benzocyclobutene (BCB) ອາດຈະຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການສະຫນັບສະຫນູນເພີ່ມເຕີມ.
ຫຼັງຈາກການເຊື່ອມໂລຫະ, wafer ດໍາເນີນຂະບວນການ annealing ເພື່ອສ້ອມແປງຄວາມເສຍຫາຍໃດໆທີ່ເກີດຈາກ ion implantation ແລະເສີມຂະຫຍາຍຄວາມຜູກພັນລະຫວ່າງຊັ້ນ. ຂະບວນການຫມຸນຍັງຊ່ວຍໃຫ້ຊັ້ນ lithium niobate ບາງໆອອກຈາກໄປເຊຍກັນຕົ້ນສະບັບ, ປ່ອຍໃຫ້ເປັນຊັ້ນບາງໆທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງຂອງ lithium niobate ທີ່ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການຜະລິດອຸປະກອນ.
ຂໍ້ມູນຈໍາເພາະ
LNOI wafers ມີລັກສະນະສະເພາະທີ່ສໍາຄັນຈໍານວນຫນຶ່ງທີ່ຮັບປະກັນຄວາມເຫມາະສົມກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງ. ເຫຼົ່ານີ້ລວມມີ:
ຂໍ້ມູນຈໍາເພາະວັດສະດຸ
| ວັດສະດຸ | ຂໍ້ມູນຈໍາເພາະ |
| ວັດສະດຸ | ມີຄວາມເປັນເອກະພາບ: LiNbO3 |
| ຄຸນນະພາບວັດສະດຸ | ຟອງ ຫຼື ການລວມ <100μm |
| ປະຖົມນິເທດ | Y-cut ±0.2° |
| ຄວາມຫນາແຫນ້ນ | 4.65 g/cm³ |
| ອຸນຫະພູມ Curie | 1142 ± 1°C |
| ຄວາມໂປ່ງໃສ | > 95% ໃນໄລຍະ 450-700 nm (ຄວາມຫນາ 10 ມມ) |
ສະເພາະການຜະລິດ
| ຕົວກໍານົດການ | ສະເພາະ |
| ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ | 150 ມມ ± 0.2 ມມ |
| ຄວາມຫນາ | 350 μm ± 10 μm |
| ຄວາມແປ | <1.3 ມມ |
| ການປ່ຽນແປງຄວາມໜາທັງໝົດ (TTV) | Warp <70 μm @ 150 mm wafer |
| ການປ່ຽນແປງຄວາມໜາທ້ອງຖິ່ນ (LTV) | <70 μm @ 150 ມມ wafer |
| ຄວາມຫຍາບຄາຍ | Rq ≤0.5 nm (ຄ່າ AFM RMS) |
| ຄຸນະພາບພື້ນຜິວ | 40-20 |
| ອະນຸພາກ (ບໍ່ສາມາດເອົາອອກໄດ້) | 100-200 μm ≤3 ອະນຸພາກ |
| ຊິບ | <300 μm (wafer ເຕັມ, ບໍ່ມີເຂດຍົກເວັ້ນ) |
| ຮອຍແຕກ | ບໍ່ມີຮອຍແຕກ (wafer ເຕັມ) |
| ການປົນເປື້ອນ | ບໍ່ມີຮອຍເປື້ອນທີ່ບໍ່ສາມາດເອົາອອກໄດ້ (wafer ເຕັມ) |
| ຂະໜານ | <30 ອາກວິນາທີ |
| ຍົນອ້າງອີງການປະຖົມນິເທດ (ແກນ X) | 47 ± 2 ມມ |
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ
wafers LNOI ຖືກນໍາໃຊ້ໃນຂອບເຂດກ້ວາງຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງເຂົາເຈົ້າ, ໂດຍສະເພາະໃນຂົງເຂດຂອງ photonics, ໂທລະຄົມ, ແລະເຕັກໂນໂລຊີ quantum. ບາງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ສໍາຄັນປະກອບມີ:
Optics ປະສົມປະສານ:LNOI wafers ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນວົງຈອນ optical ປະສົມປະສານ, ບ່ອນທີ່ພວກເຂົາເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນ photonic ປະສິດທິພາບສູງເຊັ່ນ: modulators, waveguides, ແລະ resonators. ຄຸນສົມບັດ optical nonlinear ສູງຂອງ lithium niobate ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນທາງເລືອກທີ່ດີເລີດສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການການຫມູນໃຊ້ແສງສະຫວ່າງທີ່ມີປະສິດທິພາບ.
ໂທລະຄົມ:LNOI wafers ຖືກນໍາໃຊ້ໃນໂມດູນ optical, ເຊິ່ງເປັນອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນໃນລະບົບການສື່ສານຄວາມໄວສູງ, ລວມທັງເຄືອຂ່າຍໃຍແກ້ວນໍາແສງ. ຄວາມສາມາດໃນການ modulate ແສງສະຫວ່າງໃນຄວາມຖີ່ສູງເຮັດໃຫ້ LNOI wafers ເຫມາະສໍາລັບລະບົບໂທລະຄົມນາຄົມທີ່ທັນສະໄຫມ.
ຄອມພິວເຕີ Quantum:ໃນເຕັກໂນໂລຊີ quantum, wafers LNOI ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອ fabricate ອົງປະກອບສໍາລັບຄອມພິວເຕີ quantum ແລະລະບົບການສື່ສານ quantum. ຄຸນສົມບັດ optical nonlinear ຂອງ LNOI ແມ່ນ leveraged ເພື່ອສ້າງຄູ່ photon entangled, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສໍາຄັນສໍາລັບການກະຈາຍທີ່ສໍາຄັນ quantum ແລະການ cryptography quantum.
ເຊັນເຊີ:LNOI wafers ຖືກໃຊ້ໃນການນໍາໃຊ້ການຮັບຮູ້ຕ່າງໆ, ລວມທັງເຊັນເຊີ optical ແລະ acoustic. ຄວາມສາມາດໃນການພົວພັນກັບທັງແສງສະຫວ່າງແລະສຽງເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາມີຄວາມຫລາກຫລາຍສໍາລັບເຕັກໂນໂລຢີການຮັບຮູ້ປະເພດຕ່າງໆ.
FAQ
Q:ເຕັກໂນໂລຊີ LNOI ແມ່ນຫຍັງ?
A: ເທກໂນໂລຍີ LNOI ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຖ່າຍທອດຮູບເງົາ lithium niobate ບາງໆໃສ່ແຜ່ນຮອງ insulating, ໂດຍປົກກະຕິຊິລິຄອນ. ເທກໂນໂລຍີນີ້ໃຊ້ຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງ lithium niobate, ເຊັ່ນ: ຄຸນລັກສະນະ optical nonlinear ສູງ, piezoelectricity, ແລະ pyroelectricity, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບ optics ປະສົມປະສານແລະໂທລະຄົມນາຄົມ.
Q:ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງ LNOI ແລະ SOI wafers ແມ່ນຫຍັງ?
A: ທັງ LNOI ແລະ SOI wafers ແມ່ນຄ້າຍຄືກັນທີ່ພວກມັນປະກອບດ້ວຍຊັ້ນບາງໆຂອງວັດສະດຸທີ່ຜູກມັດກັບຊັ້ນຍ່ອຍ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, wafers LNOI ໃຊ້ lithium niobate ເປັນວັດສະດຸແຜ່ນບາງ, ໃນຂະນະທີ່ SOI wafers ໃຊ້ຊິລິໂຄນ. ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ ສຳ ຄັນແມ່ນຢູ່ໃນຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸຮູບເງົາບາງໆ, ດ້ວຍ LNOI ສະເຫນີຄຸນສົມບັດ optical ແລະ piezoelectric ທີ່ດີກວ່າ.
Q:ຂໍ້ດີຂອງການໃຊ້ wafers LNOI ແມ່ນຫຍັງ?
A: ຂໍ້ໄດ້ປຽບຕົ້ນຕໍຂອງ wafers LNOI ປະກອບມີຄຸນສົມບັດ optical ທີ່ດີເລີດ, ເຊັ່ນ: ຄ່າສໍາປະສິດ optical nonlinear ສູງ, ແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກຂອງເຂົາເຈົ້າ. ລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ LNOI wafers ເຫມາະສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນຄວາມໄວສູງ, ຄວາມຖີ່ສູງ, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ quantum.
Q:LNOI wafers ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ quantum?
A: ແມ່ນແລ້ວ, wafers LNOI ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນເຕັກໂນໂລຢີ quantum ເນື່ອງຈາກຄວາມສາມາດໃນການສ້າງຄູ່ photon ທີ່ຕິດຂັດແລະຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບ photonics ປະສົມປະສານ. ຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນ quantum ຄອມພິວເຕີ, ການສື່ສານ, ແລະ cryptography.
Q:ຄວາມໜາປົກກະຕິຂອງຮູບເງົາ LNOI ແມ່ນຫຍັງ?
A: ຮູບເງົາ LNOI ປົກກະຕິແລ້ວມີຕັ້ງແຕ່ສອງສາມຮ້ອຍ nanometers ຫາຫຼາຍ micrometers ໃນຄວາມຫນາ, ຂຶ້ນກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະ. ຄວາມຫນາແມ່ນຄວບຄຸມໃນລະຫວ່າງຂະບວນການປູກຝັງ ion.
