Wafer LNOI (Isolator Lithium Niobate) Penginderaan Telekomunikasi Elektro-Optik Tinggi
Diagram Rinci
Ringkesan
Ing njero kothak wafer ana alur simetris, dimensine seragam banget kanggo ndhukung rong sisih wafer. Kothak kristal umume digawe saka bahan PP plastik transparan sing tahan suhu, aus, lan listrik statis. Werna aditif sing beda-beda digunakake kanggo mbedakake segmen proses logam ing produksi semikonduktor. Amarga ukuran kunci semikonduktor sing cilik, pola sing padhet, lan syarat ukuran partikel sing ketat banget ing produksi, kothak wafer kudu dijamin lingkungan sing resik kanggo nyambung menyang rongga reaksi kothak lingkungan mikro saka mesin produksi sing beda-beda.
Metodologi Fabrikasi
Pabrikasi wafer LNOI kasusun saka sawetara langkah sing tepat:
Langkah 1: Implantasi Ion HeliumIon helium dilebokake menyang kristal LN massal nggunakake implanter ion. Ion-ion iki manggon ing jerone tartamtu, mbentuk bidang sing ringkih sing pungkasane bakal nggampangake pelepasan film.
Langkah 2: Pembentukan Substrat DasarWafer silikon utawa LN sing kapisah dioksidasi utawa dilapisi karo SiO2 nggunakake PECVD utawa oksidasi termal. Permukaan ndhuwure diratakan kanggo ikatan sing optimal.
Langkah 3: Ikatan LN menyang SubstratKristal LN sing ditanam nganggo ion diwalik lan dipasang ing wafer dasar nggunakake ikatan wafer langsung. Ing setelan riset, benzosiklobutena (BCB) bisa digunakake minangka perekat kanggo nyederhanakake ikatan ing kahanan sing ora pati ketat.
Langkah 4: Perawatan Termal lan Pamisahan FilmAnnealing ngaktifake pembentukan gelembung ing ambane implan, saengga bisa misahake film tipis (lapisan LN ndhuwur) saka bulk. Gaya mekanik digunakake kanggo ngrampungake pengelupasan kulit.
Langkah 5: Poles PermukaanPolesan Mekanik Kimia (CMP) diterapake kanggo ngalusake permukaan LN ndhuwur, ningkatake kualitas optik lan hasil piranti.
Parameter Teknis
| Bahan | Optik Kelas LiNbO3 wafes (Putih or Ireng) | |
| Kurie Suhu | 1142±0.7℃ | |
| Motong Sudut | X/Y/Z lan liya-liyane | |
| Diameter/ukuran | 2”/3”/4” ±0.03mm | |
| Tol(±) | <0,20 mm ±0,005 mm | |
| Kekandelan | 0,18 ~ 0,5mm utawa luwih | |
| Utama Datar | 16mm/22mm/32mm | |
| TTV | <3μm | |
| Gandhewa | -30 | |
| Warp | <40μm | |
| Orientasi Datar | Kabeh kasedhiya | |
| Permukaan Tipe | Sisi Tunggal Dipoles (SSP)/Sisi Ganda Dipoles (DSP) | |
| Dipoles sisih Ra | <0.5nm | |
| S/D | 20/10 | |
| Pinggir Kriteria | R=0.2mm Tipe C or Irunge banteng | |
| Kualitas | Gratis of retak (gelembung lan inklusi) | |
| Optik diobati | Mg/Fe/Zn/MgO lan liya-liyane kanggo optik kelas LN wafer saben dijaluk | |
| Wafer Permukaan Kriteria | Indeks bias | No=2.2878/Ne=2.2033 @632nm metode penggandeng panjang gelombang/prisma. |
| Kontaminasi, | Ora ana | |
| Partikel c>0.3μ m | <=30 | |
| Goresan, Retakan | Ora ana | |
| Cacat | Ora ana retakan pinggir, goresan, tandha gergaji, noda | |
| Kemasan | Jumlah/Kothak Wafer | 25 pcs saben kothak |
Kasus Panggunaan
Amarga fleksibilitas lan kinerjane, LNOI digunakake ing pirang-pirang industri:
Fotonik:Modulator kompak, multiplekser, lan sirkuit fotonik.
RF/Akustik:Modulator akusto-optik, filter RF.
Komputasi Kuantum:Mixer frekuensi nonlinier lan generator pasangan foton.
Pertahanan & Dirgantara:Giros optik rugi-rendah, piranti panggeser frekuensi.
Piranti Medis:Biosensor optik lan probe sinyal frekuensi dhuwur.
Pitakonan sing Sering Ditakoni
P: Apa sebabe LNOI luwih disenengi tinimbang SOI ing sistem optik?
A:LNOI nduweni koefisien elektro-optik sing unggul lan rentang transparansi sing luwih amba, saengga bisa ngasilake kinerja sing luwih dhuwur ing sirkuit fotonik.
P: Apa CMP wajib sawise pamisahan?
A:Inggih. Permukaan LN sing kapapar iku kasar sawise diiris ion lan kudu dipoles supaya memenuhi spesifikasi kelas optik.
P: Pira ukuran wafer maksimal sing kasedhiya?
A:Wafer LNOI komersial umumé ukurané 3" lan 4", sanajan sawetara pemasok lagi ngembangaké varian 6".
P: Apa lapisan LN bisa digunakake maneh sawise pamisahan?
A:Kristal dhasar bisa dipoles maneh lan digunakake maneh kaping pirang-pirang, sanajan kualitase bisa mudhun sawise pirang-pirang siklus.
P: Apa wafer LNOI kompatibel karo pamrosesan CMOS?
A:Ya, iki dirancang supaya selaras karo proses fabrikasi semikonduktor konvensional, utamane nalika substrat silikon digunakake.
