8inch LNOI (LiNbO3 ing Insulator) Wafer kanggo Modulator Optik Waveguides Sirkuit Terpadu
Diagram rinci
Pambuka
Wafer Lithium Niobate on Insulator (LNOI) minangka bahan mutakhir sing digunakake ing macem-macem aplikasi optik lan elektronik canggih. Wafer iki diprodhuksi kanthi nransfer lapisan tipis lithium niobate (LiNbO₃) menyang substrat insulasi, biasane silikon utawa bahan liyane sing cocog, nggunakake teknik canggih kaya implantasi ion lan ikatan wafer. Teknologi LNOI meh padha karo teknologi wafer Silicon on Insulator (SOI), nanging njupuk kauntungan saka sifat optik unik saka lithium niobate, materi sing dikenal kanthi karakteristik optik piezoelektrik, pyroelectric, lan nonlinear.
Wafer LNOI wis entuk perhatian sing signifikan ing bidang kayata optik terpadu, telekomunikasi, lan komputasi kuantum amarga kinerja sing unggul ing aplikasi frekuensi dhuwur lan kacepetan dhuwur. Wafer diprodhuksi nggunakake teknik "Smart-cut", sing ngidini kontrol sing tepat babagan kekandelan film tipis lithium niobate, njamin wafer kasebut cocog karo spesifikasi sing dibutuhake kanggo macem-macem aplikasi.
Prinsip
Proses nggawe wafer LNOI diwiwiti kanthi kristal lithium niobate akeh. Kristal kasebut ngalami implantasi ion, ing ngendi ion helium energi dhuwur dilebokake ing permukaan kristal lithium niobate. Ion-ion kasebut nembus kristal menyang ambane tartamtu lan ngganggu struktur kristal, nggawe bidang rapuh sing mengko bisa digunakake kanggo misahake kristal dadi lapisan tipis. Energi spesifik ion helium ngontrol ambane implantasi, sing langsung nyebabake kekandelan lapisan lithium niobate pungkasan.
Sawise implantasi ion, kristal lithium niobate diikat menyang substrat nggunakake teknik sing disebut ikatan wafer. Proses ikatan biasane nggunakake cara ikatan langsung, ing ngendi rong permukaan (kristal lithium niobate sing ditanem ion lan substrate) dipencet bebarengan ing suhu lan tekanan dhuwur kanggo nggawe ikatan sing kuat. Ing sawetara kasus, bahan adesif kaya benzocyclobutene (BCB) bisa digunakake kanggo dhukungan tambahan.
Sawise ikatan, wafer ngalami proses anil kanggo ndandani karusakan sing disebabake implantasi ion lan nambah ikatan ing antarane lapisan. Proses anil uga mbantu lapisan lithium niobate sing tipis kanggo ngilangi kristal asli, ninggalake lapisan lithium niobate sing tipis lan berkualitas tinggi sing bisa digunakake kanggo nggawe piranti.
Spesifikasi
Wafer LNOI ditondoi dening sawetara spesifikasi penting sing njamin kesesuaian kanggo aplikasi kinerja dhuwur. Iki kalebu:
Spesifikasi Material|
| |materi| | |Spesifikasi| |
| Bahan | Homogen: LiNbO3 |
| Kualitas Bahan | Gelembung utawa inklusi <100μm |
| Orientasi | Potongan Y ± 0,2 ° |
| Kapadhetan | 4,65 g/cm³ |
| Suhu Curie | 1142 ± 1°C |
| Transparansi | > 95% ing kisaran 450-700 nm (ketebalan 10 mm) |
Spesifikasi Manufaktur|
| |Parameter| | |Spesifikasi| |
| Dhiameter | 150 mm ± 0,2 mm |
| kekandelan | 350 μm ± 10 μm |
| Flatness | <1.3 μm |
| Variasi Ketebalan Total (TTV) | Warp <70 μm @ 150 mm wafer |
| Variasi Ketebalan Lokal (LTV) | <70 μm @ 150 mm wafer |
| Kasar | Rq ≤0.5 nm (Nilai AFM RMS) |
| Kualitas lumahing | 40-20 |
| Partikel (Non-Removable) | 100-200 μm ≤3 partikel |
| Kripik | <300 μm (wafer lengkap, ora ana zona pengecualian) |
| Retak | Ora retak (full wafer) |
| Kontaminasi | Ora ana noda sing ora bisa dicopot (wafer lengkap) |
| Paralelisme | <30 detik busur |
| Bidang Referensi Orientasi (sumbu X) | 47 ± 2 mm |
Aplikasi
Wafer LNOI digunakake ing macem-macem aplikasi amarga sifat unik, utamane ing bidang fotonik, telekomunikasi, lan teknologi kuantum. Sawetara aplikasi utama kalebu:
Optik terpadu:Wafer LNOI digunakake kanthi wiyar ing sirkuit optik terpadu, ing ngendi piranti fotonik kinerja dhuwur kayata modulator, pandu gelombang, lan resonator. Sifat optik nonlinear sing dhuwur saka lithium niobate nggawe pilihan sing apik kanggo aplikasi sing mbutuhake manipulasi cahya sing efisien.
Telekomunikasi:Wafer LNOI digunakake ing modulator optik, sing minangka komponen penting ing sistem komunikasi kacepetan dhuwur, kalebu jaringan serat optik. Kemampuan kanggo ngowahi cahya ing frekuensi dhuwur ndadekake wafer LNOI becik kanggo sistem telekomunikasi modern.
Komputasi kuantum:Ing teknologi kuantum, wafer LNOI digunakake kanggo nggawe komponen kanggo komputer kuantum lan sistem komunikasi kuantum. Sifat optik nonlinier LNOI dimanfaatake kanggo nggawe pasangan foton entangled, sing penting kanggo distribusi kunci kuantum lan kriptografi kuantum.
Sensor:Wafer LNOI digunakake ing macem-macem aplikasi sensing, kalebu sensor optik lan akustik. Kemampuan kanggo sesambungan karo cahya lan swara ndadekake serbaguna kanggo macem-macem jinis teknologi sensing.
FAQ
Q:Apa teknologi LNOI?
A: Teknologi LNOI nyakup transfer film lithium niobate tipis menyang substrat insulasi, biasane silikon. Teknologi iki nggunakake sifat unik saka lithium niobate, kayata karakteristik optik nonlinear sing dhuwur, piezoelektrik, lan pyroelectricity, saengga cocog kanggo optik lan telekomunikasi terpadu.
Q:Apa bedane wafer LNOI lan SOI?
A:Loro-lorone wafer LNOI lan SOI padha amarga kasusun saka lapisan tipis materi sing diikat menyang substrat. Nanging, wafer LNOI nggunakake lithium niobate minangka bahan film tipis, dene wafer SOI nggunakake silikon. Bentenipun utama dumunung ing sifat materi film tipis, kanthi LNOI nawakake sifat optik lan piezoelektrik sing unggul.
Q:Apa kaluwihan nggunakake wafer LNOI?
A: Kaluwihan utama wafer LNOI kalebu sifat optik sing apik banget, kayata koefisien optik nonlinear sing dhuwur, lan kekuatan mekanike. Karakteristik kasebut ndadekake wafer LNOI cocog kanggo digunakake ing aplikasi kanthi kacepetan dhuwur, frekuensi dhuwur, lan kuantum.
Q:Apa wafer LNOI bisa digunakake kanggo aplikasi kuantum?
A: Ya, wafer LNOI akeh digunakake ing teknologi kuantum amarga kemampuane kanggo ngasilake pasangan foton sing entangled lan kompatibilitas karo fotonik terpadu. Properti kasebut penting banget kanggo aplikasi ing komputasi kuantum, komunikasi, lan kriptografi.
Q:Apa kekandelan khas film LNOI?
A: Film LNOI biasane sawetara saka sawetara atus nanometer kanggo sawetara mikrometer ing kekandelan, gumantung ing aplikasi tartamtu. Kekandelan dikontrol sajrone proses implantasi ion.
