Cymharu systemau deunydd cylched integredig ffotonig

Cymharu systemau deunydd cylched integredig ffotonig
Mae Ffigur 1 yn dangos cymhariaeth o ddwy system ddeunydd, ffosfforws indium (InP) a silicon (Si). Mae prinder indium yn gwneud InP yn ddeunydd drutach na Si. Oherwydd bod cylchedau silicon yn cynnwys llai o dwf 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), a ddefnyddir fel arfer yn unigFfotosynhwyrydd(synwyryddion golau), yn gofyn am dwf epitaxial, tra mewn systemau InP, rhaid i hyd yn oed waveguides goddefol gael eu paratoi gan dwf epitaxial. Mae twf epitaxial yn dueddol o fod â dwysedd diffyg uwch na thwf grisial sengl, megis o ingot grisial. Mae gan dywysyddion tonnau InP wrthgyferbyniad mynegai plygiant uchel mewn traws yn unig, tra bod gan dywysyddion tonnau sy'n seiliedig ar silicon wrthgyferbyniad mynegai plygiannol uchel mewn traws a hydredol, sy'n caniatáu i ddyfeisiau sy'n seiliedig ar silicon gyflawni radiysau 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 mwy o wafferi, hy o 300 mm (i'w huwchraddio yn fuan i 450 mm) o'i gymharu â 75 mm yn InP. MewnPmodulatorsfel arfer yn dibynnu ar yr effaith Stark cyfyngedig cwantwm, sy'n sensitif i dymheredd oherwydd symudiad ymyl band a achosir gan dymheredd. Mewn cyferbyniad, mae dibyniaeth tymheredd modulators sy'n seiliedig ar silicon yn fach iawn.

Yn gyffredinol, ystyrir bod technoleg ffotoneg silicon yn addas ar gyfer cynhyrchion cost isel, amrediad byr, cyfaint uchel (mwy nag 1 miliwn o ddarnau y flwyddyn). Mae hyn oherwydd y derbynnir yn eang bod angen llawer iawn o gapasiti wafferi i ledaenu masgiau a chostau datblygu, a hynnytechnoleg ffotoneg siliconmae ganddo anfanteision perfformiad sylweddol mewn cymwysiadau cynnyrch rhanbarthol a phellter 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 modiwleiddio uniongyrchol (laser DML): mae laser wedi'i fodiwleiddio'n uniongyrchol yn achosi 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 i 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, megis 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 wafferi i dalu costau mwgwd a datblygu, oherwydd bod technoleg ffotoneg silicon yn defnyddio meintiau nodau sy'n llawer mwy na'r lled-ddargludyddion metel ocsid cyflenwol mwyaf datblygedig (CMOS), felly mae'r masgiau a'r rhediadau cynhyrchu gofynnol yn gymharol rhad.