ෆෝටෝනික් ඒකාබද්ධ පරිපථ ද්‍රව්‍ය පද්ධති සංසන්දනය කිරීම

ෆෝටෝනික් ඒකාබද්ධ පරිපථ ද්‍රව්‍ය පද්ධති සංසන්දනය කිරීම
රූප සටහන 1 හි දැක්වෙන්නේ ඉන්ඩියම් පොස්පරස් (InP) සහ සිලිකන් (Si) යන ​​ද්‍රව්‍ය පද්ධති දෙකක සංසන්දනයකි. ඉන්ඩියම් වල දුර්ලභත්වය InP Si ට වඩා මිල අධික ද්‍රව්‍යයක් බවට පත් කරයි. සිලිකන් පාදක පරිපථවලට අඩු එපිටැක්සියල් වර්ධනයක් ඇතුළත් වන බැවින්, සිලිකන් පාදක පරිපථවල අස්වැන්න සාමාන්‍යයෙන් InP පරිපථවලට වඩා වැඩි ය. සිලිකන් පාදක පරිපථවල, සාමාන්‍යයෙන් භාවිතා කරනු ලබන්නේ ජර්මේනියම් (Ge), එයෆොටෝඩෙටෙක්ටරය(ආලෝක අනාවරක), එපිටැක්සියල් වර්ධනය අවශ්‍ය වන අතර, InP පද්ධතිවල, නිෂ්ක්‍රීය තරංග මාර්ගෝපදේශ පවා එපිටැක්සියල් වර්ධනය මගින් සකස් කළ යුතුය. ස්ඵටික ඉන්ගෝට් එකකින් වැනි තනි ස්ඵටික වර්ධනයට වඩා එපිටැක්සියල් වර්ධනය ඉහළ දෝෂ ඝනත්වයක් ඇත. InP තරංග මාර්ගෝපදේශවලට තීර්යක් ලෙස පමණක් ඉහළ වර්තන දර්ශක වෙනස ඇති අතර, සිලිකන් මත පදනම් වූ තරංග මාර්ගෝපදේශවලට තීර්යක් සහ කල්පවත්නා යන දෙකෙහිම ඉහළ වර්තන දර්ශක වෙනස ඇත, එමඟින් සිලිකන් මත පදනම් වූ උපාංගවලට කුඩා නැමීමේ අරය සහ අනෙකුත් සංයුක්ත ව්‍යුහයන් ලබා ගැනීමට ඉඩ සලසයි. InGaAsP සතුව සෘජු කලාප පරතරයක් ඇති අතර, Si සහ Ge සතුව නොමැත. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, ලේසර් කාර්යක්ෂමතාව අනුව InP ද්‍රව්‍ය පද්ධති උසස් වේ. InP පද්ධතිවල අභ්‍යන්තර ඔක්සයිඩ Si හි අභ්‍යන්තර ඔක්සයිඩ, සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් (SiO2) තරම් ස්ථායී සහ ශක්තිමත් නොවේ. සිලිකන් යනු InP ට වඩා ශක්තිමත් ද්‍රව්‍යයක් වන අතර, විශාල වේෆර් ප්‍රමාණ භාවිතා කිරීමට ඉඩ සලසයි, එනම් InP හි 75 mm ට සාපේක්ෂව 300 mm (ඉක්මනින් 450 mm දක්වා වැඩි දියුණු කිරීමට නියමිතය). InPමොඩියුලේටර්සාමාන්‍යයෙන් රඳා පවතින්නේ ක්වොන්ටම්-සීමිත ස්ටාර්ක් ආචරණය මත වන අතර එය උෂ්ණත්වය නිසා ඇතිවන කලාප දාර චලනය හේතුවෙන් උෂ්ණත්ව සංවේදී වේ. ඊට වෙනස්ව, සිලිකන් මත පදනම් වූ මොඩියුලේටර්වල උෂ්ණත්ව යැපීම ඉතා කුඩා වේ.

සිලිකන් ෆෝටෝනික්ස් තාක්ෂණය සාමාන්‍යයෙන් සුදුසු යැයි සැලකේ අඩු වියදම්, කෙටි දුර, ඉහළ පරිමාවක් සහිත නිෂ්පාදන සඳහා පමණි (වසරකට කෑලි මිලියන 1 කට වඩා). මෙයට හේතුව ආවරණ සහ සංවර්ධන පිරිවැය පැතිරීම සඳහා විශාල වේෆර් ධාරිතාවක් අවශ්‍ය බව පුළුල් ලෙස පිළිගෙන ඇති අතර, එයසිලිකන් ෆෝටෝනික් තාක්ෂණයනගරයෙන් නගරයට කලාපීය සහ දිගු දුර නිෂ්පාදන යෙදීම්වල සැලකිය යුතු කාර්ය සාධන අවාසි ඇත. කෙසේ වෙතත්, යථාර්ථයේ දී, ප්‍රතිවිරුද්ධ දෙය සත්‍ය වේ. අඩු වියදම්, කෙටි දුර, ඉහළ අස්වැන්නක් සහිත යෙදීම්වල, සිරස් කුහර 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 වෙනස්ව, මෙට්‍රෝ, දිගු දුර යෙදුම්වල, සිලිකන් ෆෝටෝනික් තාක්ෂණය සහ ඩිජිටල් සංඥා සැකසුම් (DSP) එකට ඒකාබද්ධ කිරීමට ඇති කැමැත්ත නිසා (බොහෝ විට ඉහළ උෂ්ණත්ව පරිසරවල), ලේසර් වෙන් කිරීම වඩාත් වාසිදායක වේ. ඊට අමතරව, සුසංයෝගී හඳුනාගැනීමේ තාක්ෂණයට සිලිකන් ෆෝටෝනික් තාක්ෂණයේ අඩුපාඩු විශාල වශයෙන් පිරිමැසිය හැකිය, එනම් අඳුරු ධාරාව දේශීය දෝලක ප්‍රකාශ ධාරාවට වඩා බෙහෙවින් කුඩා වීමයි. ඒ සමඟම, ආවරණ සහ සංවර්ධන වියදම් ආවරණය කිරීම සඳහා විශාල වේෆර් ධාරිතාවක් අවශ්‍ය යැයි සිතීම ද වැරදිය, මන්ද සිලිකන් ෆෝටෝනික් තාක්ෂණය වඩාත්ම දියුණු අනුපූරක ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක (CMOS) ට වඩා බෙහෙවින් විශාල නෝඩ් ප්‍රමාණයන් භාවිතා කරයි, එබැවින් අවශ්‍ය වෙස් මුහුණු සහ නිෂ්පාදන ධාවනය සාපේක්ෂව ලාභදායී වේ.