ෆෝටෝනික් ඒකාබද්ධ පරිපථ ද්රව්ය පද්ධති සංසන්දනය කිරීම

ෆෝටෝනික් ඒකාබද්ධ පරිපථ ද්රව්ය පද්ධති සංසන්දනය කිරීම
ඉන්ඩියම් පොස්පරස් (InP) සහ සිලිකන් (Si) යන ​​ද්‍රව්‍ය පද්ධති දෙකක සංසන්දනයක් රූප සටහන 1 පෙන්වයි. ඉන්ඩියම් වල දුර්ලභත්වය InP Si වලට වඩා මිල අධික ද්රව්යයක් බවට පත් කරයි. සිලිකන් පාදක පරිපථවල අඩු එපිටාක්සියල් වර්ධනයක් ඇතුළත් වන බැවින්, සිලිකන් පාදක පරිපථවල අස්වැන්න සාමාන්‍යයෙන් InP පරිපථවලට වඩා වැඩිය. සිලිකන් පාදක පරිපථවල, සාමාන්‍යයෙන් භාවිතා වන්නේ ජර්මනියම් (Ge).ඡායාරූප අනාවරකය(ආලෝක අනාවරක), එපිටාක්සීය වර්ධනය අවශ්‍ය වන අතර, InP පද්ධතිවල, නිෂ්ක්‍රීය තරංග මාර්ගෝපදේශ පවා අපිච්ඡද වර්ධනය මගින් සකස් කළ යුතුය. ස්ඵටික ඉන්ගෝට් වැනි තනි ස්ඵටික වර්ධනයට වඩා එපිටාක්සීය වර්ධනයට වැඩි දෝෂ ඝනත්වයක් ඇත. InP තරංග මාර්ගෝපදේශවල ඉහළ වර්තන දර්ශක ප්‍රතිවිරෝධතාව ඇත්තේ තීර්‍ය වශයෙන් පමණක් වන අතර සිලිකන් පාදක තරංග මාර්ගෝපදේශවල තීර්‍ය සහ කල්පවත්නා යන දෙඅංශයෙන්ම ඉහළ වර්තන දර්ශක ප්‍රතිවිරෝධතාවක් ඇති අතර එමඟින් සිලිකන් පාදක උපාංගවලට කුඩා නැමීමේ අරය සහ අනෙකුත් වඩාත් සංයුක්ත ව්‍යුහයන් ලබා ගැනීමට ඉඩ සලසයි. InGaAsP හි සෘජු කලාප පරතරයක් ඇති අතර Si සහ Ge හි නොමැත. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, ලේසර් කාර්යක්ෂමතාව අනුව InP ද්‍රව්‍ය පද්ධති උසස් වේ. InP පද්ධතිවල ආවේණික ඔක්සයිඩ Si, සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් (SiO2) හි ආවේණික ඔක්සයිඩ තරම් ස්ථායී සහ ශක්තිමත් නොවේ. සිලිකන් යනු InP වලට වඩා ප්‍රබල ද්‍රව්‍යයක් වන අතර, විශාල වේෆර් ප්‍රමාණ භාවිතා කිරීමට ඉඩ සලසයි, එනම් InP හි මිලිමීටර් 75 ට සාපේක්ෂව මිලිමීටර් 300 සිට (ඉක්මනින් 450 මි.මී. දක්වා වැඩි දියුණු කිරීමට) ඉඩ සලසයි. ඉන්පීමොඩියුලේටර්සාමාන්‍යයෙන් ක්වොන්ටම්-සීමිත ස්ටාක් ආචරණය මත රඳා පවතී, එය උෂ්ණත්වය නිසා ඇතිවන කලාප දාර චලනය හේතුවෙන් උෂ්ණත්වයට සංවේදී වේ. ඊට ප්රතිවිරුද්ධව, සිලිකන් මත පදනම් වූ මොඩියුලේටර්වල උෂ්ණත්වය රඳා පැවතීම ඉතා කුඩා වේ.

සිලිකන් ෆෝටෝනික්ස් තාක්‍ෂණය සාමාන්‍යයෙන් සුදුසු යැයි සැලකෙන්නේ අඩු වියදම්, කෙටි පරාසයක, ඉහළ ප්‍රමාණයේ නිෂ්පාදන (වසරකට කෑලි මිලියන 1 කට වඩා වැඩි) සඳහා පමණි. මක්නිසාද යත් වෙස්මුහුණු සහ සංවර්ධන වියදම් ව්‍යාප්ත කිරීම සඳහා වේෆර් ධාරිතාව විශාල ප්‍රමාණයක් අවශ්‍ය බව පුළුල් ලෙස පිළිගෙන ඇති බැවිනි.සිලිකන් ෆොටෝනික්ස් තාක්ෂණයනගරයෙන් නගරයට කලාපීය සහ දිගු දුර නිෂ්පාදන යෙදුම්වල සැලකිය යුතු කාර්ය සාධන අවාසි ඇත. කෙසේ වෙතත්, යථාර්ථයේ දී, ප්රතිවිරුද්ධ දෙය සත්යයකි. අඩු වියදම්, කෙටි පරාසයක, ඉහළ අස්වැන්නක් ලබා දෙන යෙදුම්වල, සිරස් කුහරය මතුපිට විමෝචක ලේසර් (VCSEL) සහසෘජු-මොඩියුලේටඩ් ලේසර් (DML ලේසර්) : සෘජුවම මොඩියුලේටඩ් ලේසර් විශාල තරඟකාරී පීඩනයක් ඇති කරන අතර ලේසර් පහසුවෙන් ඒකාබද්ධ කළ නොහැකි සිලිකන් මත පදනම් වූ ෆෝටෝනික් තාක්ෂණයේ දුර්වලතාවය සැලකිය යුතු අවාසියක් බවට පත්ව ඇත. ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, මෙට්‍රෝ, දිගු-දුර යෙදුම්වල, සිලිකන් ෆෝටෝනික්ස් තාක්‍ෂණය සහ ඩිජිටල් සංඥා සැකසීම (ඩීඑස්පී) එකට ඒකාබද්ධ කිරීමට ඇති කැමැත්ත (බොහෝ විට ඉහළ උෂ්ණත්ව පරිසරවල ඇති) නිසා ලේසර් වෙන් කිරීම වඩාත් වාසිදායක වේ. මීට අමතරව, අඳුරු ධාරාව දේශීය දෝලනය වන ප්‍රභාකරන්ට වඩා ඉතා කුඩා වීම වැනි ගැටලුවක් වැනි සිලිකන් ෆෝටෝනික්ස් තාක්‍ෂණයේ අඩුපාඩු විශාල ප්‍රමාණයකට සහසම්බන්ධ හඳුනාගැනීමේ තාක්‍ෂණයෙන් පිරිමැසිය හැක. ඒ අතරම, සිලිකන් ෆෝටෝනික්ස් තාක්‍ෂණය වඩාත් දියුණු අනුපූරක ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක (CMOS) වලට වඩා විශාල නෝඩ් ප්‍රමාණයන් භාවිතා කරන නිසා, වෙස් මුහුණු සහ සංවර්ධන පිරිවැය ආවරණය කිරීම සඳහා වේෆර් ධාරිතාව විශාල ප්‍රමාණයක් අවශ්‍ය යැයි සිතීම ද වැරදිය. එබැවින් අවශ්‍ය වෙස් මුහුණු සහ නිෂ්පාදන ධාවනය සාපේක්ෂව ලාභදායී වේ.