Оптик модуляторт зориулсан 8 инчийн LNOI (LiNbO3 тусгаарлагч) вафер, долгион хөтлүүр, нэгдсэн хэлхээ
Дэлгэрэнгүй диаграмм
Танилцуулга
Тусгаарлагч дээрх литийн ниобат (LNOI) вафли нь төрөл бүрийн дэвшилтэт оптик болон электрон хэрэглээнд хэрэглэгддэг дэвшилтэт материал юм. Эдгээр вафлигуудыг ионы суулгац болон вафлийн холболт зэрэг нарийн төвөгтэй аргуудыг ашиглан тусгаарлагч суурь болох ихэвчлэн цахиур эсвэл бусад тохиромжтой материал дээр литийн ниобатын (LiNbO₃) нимгэн давхаргыг шилжүүлэх замаар үйлдвэрлэдэг. LNOI технологи нь Цахиур дээрх тусгаарлагч (SOI) вафлийн технологитой олон ижил төстэй боловч пьезоэлектрик, пироэлектрик болон шугаман бус оптик шинж чанараараа алдартай литийн ниобатын өвөрмөц оптик шинж чанарыг ашигладаг.
LNOI вафли нь өндөр давтамжтай болон өндөр хурдны хэрэглээнд маш сайн гүйцэтгэлтэй тул нэгдсэн оптик, цахилгаан холбоо, квант тооцоолол зэрэг салбарт ихээхэн анхаарал татаж байна. Вафлигуудыг "Smart-cut" техникийг ашиглан үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь литийн ниобатын нимгэн хальсны зузааныг нарийн хянах боломжийг олгодог бөгөөд вафли нь янз бүрийн хэрэглээнд шаардлагатай үзүүлэлтүүдийг хангаж байгааг баталгаажуулдаг.
Зарчим
LNOI вафли үүсгэх үйл явц нь литийн ниобатын бөөн талстаас эхэлдэг. Кристал нь ионы суулгацад ордог бөгөөд өндөр энергитэй гелийн ионууд нь литийн ниобатын талстын гадаргуу дээр нэвтэрдэг. Эдгээр ионууд нь кристал руу тодорхой гүнд нэвтэрч, кристалын бүтцийг алдагдуулж, дараа нь кристалыг нимгэн давхарга болгон салгахад ашиглаж болох эмзэг хавтгай үүсгэдэг. Гелийн ионуудын тодорхой энерги нь суулгацын гүнийг хянадаг бөгөөд энэ нь эцсийн литийн ниобатын давхаргын зузаанд шууд нөлөөлдөг.
Ионы суулгацын дараа литийн ниобатын талстыг ваферын холбоо гэж нэрлэгддэг аргыг ашиглан суурьтай холбодог. Холболтын процесст ихэвчлэн шууд холбооны аргыг ашигладаг бөгөөд хоёр гадаргууг (ионд суулгасан литийн ниобатын талст ба суурь) өндөр температур, даралтын дор хооронд нь дарж хүчтэй холбоо үүсгэдэг. Зарим тохиолдолд нэмэлт тулгуур болгон бензоциклобутен (BCB) зэрэг наалдамхай материалыг ашиглаж болно.
Наалдсаны дараа вафли нь ионы суулгацаас үүдэлтэй аливаа эвдрэлийг засах, давхаргуудын хоорондох холбоог сайжруулахын тулд шатаах процесст ордог. Шатаах процесс нь мөн нимгэн литийн ниобатын давхаргыг анхны талстаас салгахад тусалдаг бөгөөд төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашиглаж болох нимгэн, өндөр чанартай литийн ниобатын давхарга үлдээдэг.
Үзүүлэлтүүд
LNOI вафли нь өндөр хүчин чадалтай хэрэглээнд тохирохыг баталгаажуулдаг хэд хэдэн чухал үзүүлэлтээр тодорхойлогддог. Үүнд:
Материалын үзүүлэлтүүд
| Материал | Үзүүлэлтүүд |
| Материал | Нэг төрлийн: LiNbO3 |
| Материалын чанар | Бөмбөлөг эсвэл хольц <100μm |
| Чиглэл | Y хэлбэрийн зүсэлт ±0.2° |
| Нягтрал | 4.65 г/см³ |
| Кюригийн температур | 1142 ±1°C |
| Ил тод байдал | 450-700 нм-ийн хүрээнд >95% (10 мм зузаантай) |
Үйлдвэрлэлийн үзүүлэлтүүд
| Параметр | Үзүүлэлт |
| Диаметр | 150 мм ±0.2 мм |
| Зузаан | 350 мкм ±10 мкм |
| Хавтгай байдал | <1.3 мкм |
| Нийт зузааны хэлбэлзэл (TTV) | 150 мм-ийн нимгэн хавтангийн гажуудал <70 μм |
| Орон нутгийн зузааны өөрчлөлт (LTV) | <70 μм @ 150 мм-ийн нимгэн хавтангаар |
| Барзгар байдал | Rq ≤0.5 нм (AFM RMS утга) |
| Гадаргуугийн чанар | 40-20 |
| Хэсэг хэсгүүд (салгаж авах боломжгүй) | 100-200 μм ≤3 хэсгүүд |
| Чипс | <300 μм (бүрэн хавтан, хасах бүс байхгүй) |
| Хагарал | Хагаралгүй (бүрэн вафли) |
| Бохирдол | Арилдаггүй толбо байхгүй (бүтэн вафли) |
| Параллелизм | <30 арксекунд |
| Чиглэлийн лавлах хавтгай (X тэнхлэг) | 47 ±2 мм |
Аппликейшнүүд
LNOI вафли нь өвөрмөц шинж чанараасаа шалтгаалан өргөн хүрээний хэрэглээнд, ялангуяа фотоник, цахилгаан холбоо, квант технологийн салбарт ашиглагддаг. Зарим гол хэрэглээнд дараахь зүйлс орно.
Нэгдсэн оптик:LNOI ваферуудыг нэгдсэн оптик хэлхээнд өргөн ашигладаг бөгөөд модулятор, долгион хөтлүүр, резонатор зэрэг өндөр хүчин чадалтай фотоник төхөөрөмжүүдийг ашиглах боломжийг олгодог. Литиум ниобатын өндөр шугаман бус оптик шинж чанар нь гэрлийг үр ашигтай удирдах шаардлагатай хэрэглээнд маш сайн сонголт болгодог.
Цахилгаан холбоо:LNOI ваферуудыг шилэн кабелийн сүлжээ зэрэг өндөр хурдны холбооны системд зайлшгүй шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсэг болох оптик модуляторуудад ашигладаг. Өндөр давтамжтай гэрлийг зохицуулах чадвар нь LNOI ваферуудыг орчин үеийн цахилгаан холбооны системд тохиромжтой болгодог.
Квант тооцоолол:Квант технологид LNOI ваферуудыг квант компьютер болон квант холбооны системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. LNOI-ийн шугаман бус оптик шинж чанаруудыг ашиглан орооцолдсон фотон хосуудыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь квант түлхүүрийн тархалт болон квант криптографид чухал ач холбогдолтой.
Мэдрэгч:LNOI хавтангуудыг оптик болон акустик мэдрэгч зэрэг янз бүрийн мэдрэгчийн хэрэглээнд ашигладаг. Гэрэл болон дуу чимээтэй харилцан үйлчлэх чадвар нь тэдгээрийг янз бүрийн төрлийн мэдрэгчийн технологид ашиглахад олон талын ашигтай болгодог.
Түгээмэл асуултууд
Q:LNOI технологи гэж юу вэ?
A:LNOI технологи нь нимгэн литийн ниобатын хальсыг тусгаарлагч суурь болох ихэвчлэн цахиур дээр шилжүүлэхийг хамардаг. Энэхүү технологи нь литийн ниобатын өндөр шугаман бус оптик шинж чанар, пьезоэлектрик чанар, пироэлектрик чанар зэрэг өвөрмөц шинж чанаруудыг ашигладаг бөгөөд энэ нь нэгдсэн оптик болон цахилгаан холбооны салбарт тохиромжтой болгодог.
Q:LNOI болон SOI вафлины хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
А: LNOI болон SOI вафли нь хоёулаа суурьтай холбогдсон нимгэн давхарга материалаас бүрддэгээрээ төстэй. Гэсэн хэдий ч LNOI вафли нь литийн ниобатыг нимгэн хальсан материал болгон ашигладаг бол SOI вафли нь цахиур ашигладаг. Гол ялгаа нь нимгэн хальсан материалын шинж чанарт оршдог бөгөөд LNOI нь илүү сайн оптик болон пьезоэлектрик шинж чанартай байдаг.
Q:LNOI вафли ашиглахын давуу талууд юу вэ?
А: LNOI вафлины гол давуу талууд нь өндөр шугаман бус оптик коэффициент, механик бат бэх зэрэг маш сайн оптик шинж чанарууд юм. Эдгээр шинж чанарууд нь LNOI вафлиг өндөр хурдтай, өндөр давтамжтай, квант хэрэглээнд ашиглахад тохиромжтой болгодог.
Q:LNOI вафлийг квант хэрэглээнд ашиглаж болох уу?
А: Тийм ээ, LNOI ваферууд нь орооцолдсон фотоны хос үүсгэх чадвар болон интегралчилсан фотониктой нийцдэг тул квант технологид өргөн хэрэглэгддэг. Эдгээр шинж чанарууд нь квант тооцоолол, харилцаа холбоо, криптографийн хэрэглээнд чухал ач холбогдолтой.
Q:LNOI хальсны ердийн зузаан хэд вэ?
A:LNOI хальснууд нь тодорхой хэрэглээнээс хамааран хэдэн зуун нанометрээс хэдэн микрометр хүртэл зузаантай байдаг. Зузааныг ионы суулгацын процессын явцад хянадаг.
