Fotonik inteqral dövrə material sistemlərinin müqayisəsi
Şəkil 1-də iki material sisteminin, indium Fosforun (InP) və silisiumun (Si) müqayisəsi göstərilir. İndiumun nadir olması InP-ni Si-dən daha bahalı bir material halına gətirir. Silisium əsaslı dövrələr daha az epitaksial böyüməni əhatə etdiyindən, silisium əsaslı dövrələrin məhsuldarlığı adətən InP dövrələrindən daha yüksəkdir. Silisium əsaslı dövrələrdə, adətən yalnız istifadə olunan germanium (Ge)Fotodetektor(işıq detektorları), epitaksial böyümə tələb edir, InP sistemlərində isə hətta passiv dalğa bələdçiləri belə epitaksial böyümə ilə hazırlanmalıdır. Epitaksial böyümə, kristal külçəsindən olduğu kimi tək kristal böyüməsindən daha yüksək qüsur sıxlığına malik olmağa meyllidir. InP dalğa bələdçiləri yalnız eninə hissədə yüksək qırılma indeksi kontrastına malikdir, silikon əsaslı dalğa bələdçiləri isə həm eninə, həm də uzununa hissədə yüksək qırılma indeksi kontrastına malikdir ki, bu da silikon əsaslı cihazların daha kiçik əyilmə radiuslarına və digər daha kompakt strukturlara nail olmasına imkan verir. InGaAsP birbaşa zolaq boşluğuna malikdir, Si və Ge isə yoxdur. Nəticədə, InP material sistemləri lazer səmərəliliyi baxımından üstündür. InP sistemlərinin daxili oksidləri Si, silikon dioksid (SiO2) daxili oksidləri qədər sabit və möhkəm deyil. Silikon InP-dən daha güclü bir materialdır və daha böyük lövhə ölçülərinin, yəni InP-də 75 mm-ə nisbətən 300 mm-dən (tezliklə 450 mm-ə yüksəldiləcək) istifadəsinə imkan verir. InPmodulyatorlaradətən temperaturun yaratdığı zolaq kənarının hərəkətinə görə temperatura həssas olan kvantla məhdudlaşmış Stark effektindən asılıdır. Bunun əksinə olaraq, silikon əsaslı modulyatorların temperaturdan asılılığı çox azdır.
Silikon fotonika texnologiyası ümumiyyətlə yalnız aşağı qiymətli, qısa mənzilli, yüksək həcmli məhsullar (ildə 1 milyondan çox) üçün uyğun hesab olunur. Bunun səbəbi, maska və inkişaf xərclərini yaymaq üçün çoxlu miqdarda lövhə tutumunun tələb olunduğu və geniş şəkildə qəbul edilməsidir.silikon fotonika texnologiyasışəhərdən şəhərə regional və uzun məsafəli məhsul tətbiqlərində əhəmiyyətli performans çatışmazlıqlarına malikdir. Lakin reallıqda bunun əksi doğrudur. Aşağı qiymətli, qısa mənzilli, yüksək məhsuldar tətbiqlərdə şaquli boşluq səthi şüalandırıcı lazer (VCSEL) vəbirbaşa modulyasiya edilmiş lazer (DML lazer): birbaşa modulyasiya olunmuş lazer böyük rəqabət təzyiqi yaradır və lazerləri asanlıqla inteqrasiya edə bilməyən silikon əsaslı fotonik texnologiyanın zəifliyi əhəmiyyətli bir çatışmazlığa çevrilib. Bunun əksinə olaraq, metro, uzun məsafəli tətbiqlərdə, silikon fotonika texnologiyası və rəqəmsal siqnal emalı (DSP) birlikdə inteqrasiyasına üstünlük verildiyinə görə (çox vaxt yüksək temperaturlu mühitlərdə olur), lazeri ayırmaq daha sərfəlidir. Bundan əlavə, koherent aşkarlama texnologiyası silikon fotonika texnologiyasının çatışmazlıqlarını, məsələn, qaranlıq cərəyanın yerli osilator fotocərəyanından daha kiçik olması problemini böyük ölçüdə kompensasiya edə bilər. Eyni zamanda, maska və inkişaf xərclərini ödəmək üçün çoxlu miqdarda lövhə tutumunun lazım olduğunu düşünmək də səhvdir, çünki silikon fotonika texnologiyası ən qabaqcıl tamamlayıcı metal oksid yarımkeçiricilərindən (CMOS) daha böyük düyün ölçülərindən istifadə edir, buna görə də tələb olunan maskalar və istehsal prosesləri nisbətən ucuzdur.
Yazı vaxtı: 02 Avqust 2024