Cymhariaeth o systemau deunydd cylched integredig ffotonig

Cymhariaeth o systemau deunydd cylched integredig ffotonig
Mae Ffigur 1 yn dangos cymhariaeth o ddwy system ddeunydd, indium ffosfforws (INP) a silicon (Si). Mae prinder indium yn gwneud INP yn ddeunydd drutach nag Si. Oherwydd bod cylchedau sy'n seiliedig ar silicon yn cynnwys twf llai epitaxial, mae cynnyrch cylchedau sy'n seiliedig ar silicon fel arfer yn uwch na chynnyrch cylchedau INP. Mewn cylchedau sy'n seiliedig ar silicon, germanium (ge), sydd fel arfer yn cael ei ddefnyddio yn unigFfotodetector(synwyryddion ysgafn), yn gofyn am dwf epitaxial, tra mewn systemau INP, rhaid paratoi hyd yn oed tonnau tonnau goddefol trwy dwf epitaxial. Mae twf epitaxial yn tueddu i fod â dwysedd nam uwch na thwf grisial sengl, megis o ingot grisial. Mae gan donnau tonnau INP wrthgyferbyniad mynegai plygiannol uchel yn unig yn draws, tra bod gan donnau tonnau wedi'u seilio ar silicon wrthgyferbyniad mynegai plygiannol uchel mewn traws ac hydredol, sy'n caniatáu i ddyfeisiau sy'n seiliedig ar silicon gyflawni radiws plygu llai a strwythurau mwy cryno eraill. Mae gan Ingaasp fwlch band uniongyrchol, tra nad oes gan Si a GE. O ganlyniad, mae systemau deunydd INP yn well o ran effeithlonrwydd laser. Nid yw ocsidau cynhenid ​​systemau INP mor sefydlog a chadarn ag ocsidau cynhenid ​​Si, silicon deuocsid (SIO2). Mae silicon yn ddeunydd cryfach nag INP, sy'n caniatáu defnyddio meintiau wafer mwy, hy o 300 mm (y dylid ei uwchraddio i 450 mm yn fuan) o'i gymharu â 75 mm mewn INP. InpmodwleiddwyrFel arfer yn dibynnu ar yr effaith amlwg wedi'i chuddio â chwantwm, sy'n sensitif i dymheredd oherwydd symudiad ymyl band a achosir gan dymheredd. Mewn cyferbyniad, mae dibyniaeth tymheredd modwleiddwyr sy'n seiliedig ar silicon yn fach iawn.

Yn gyffredinol, mae technoleg ffotoneg silicon yn cael ei hystyried yn addas yn unig ar gyfer cynhyrchion cost isel, ystod fer, cyfaint uchel (mwy nag 1 filiwn o ddarnau y flwyddyn). Mae hyn oherwydd ei fod yn cael ei dderbyn yn eang bod angen llawer iawn o gapasiti wafer i ledaenu costau mwgwd a datblygu, a hynnyTechnoleg Ffotoneg SiliconMae ganddo anfanteision perfformiad sylweddol mewn cymwysiadau cynnyrch rhanbarthol a thaith hir dinas-i-ddinas. Mewn gwirionedd, fodd bynnag, mae'r gwrthwyneb yn wir. Mewn cymwysiadau cost isel, amrediad byr, cynnyrch uchel, laser allyrru wyneb ceudod fertigol (VCSEL) alaser wedi'i fodiwleiddio'n uniongyrchol (Laser dml): Mae laser wedi'i fodiwleiddio'n uniongyrchol yn rhoi pwysau cystadleuol enfawr, ac mae gwendid technoleg ffotonig sy'n seiliedig ar silicon na all integreiddio laserau yn hawdd wedi dod yn anfantais sylweddol. Mewn cyferbyniad, mewn metro, cymwysiadau pellter hir, oherwydd y ffafriaeth ar gyfer integreiddio technoleg ffotoneg silicon a phrosesu signal digidol (DSP) gyda'i gilydd (sydd yn aml mewn amgylcheddau tymheredd uchel), mae'n fwy manteisiol gwahanu'r laser. Yn ogystal, gall technoleg canfod cydlynol wneud iawn am ddiffygion technoleg ffotoneg silicon i raddau helaeth, fel y broblem bod y cerrynt tywyll yn llawer llai na'r ffotocurrent oscillator lleol. Ar yr un pryd, mae hefyd yn anghywir meddwl bod angen llawer iawn o gapasiti wafer i dalu costau mwgwd a datblygu, oherwydd mae technoleg ffotoneg silicon yn defnyddio meintiau nod sy'n llawer mwy na'r lled -ddargludyddion ocsid metel cyflenwol mwyaf datblygedig (CMOs), felly mae'r masgiau a'r rhediadau cynhyrchu gofynnol yn gymharol rhew.