የፎቶኒክ የተቀናጀ የወረዳ ቁሳዊ ስርዓቶች ንጽጽር

የፎቶኒክ የተቀናጀ የወረዳ ቁሳዊ ስርዓቶች ንጽጽር
ምስል 1 የሁለት ቁሳዊ ስርዓቶችን ንፅፅር ያሳያል, ኢንዲየም ፎስፈረስ (ኢንፒ) እና ሲሊከን (ሲ). የኢንዲየም ብርቅነት InP ከሲ የበለጠ ውድ ቁሳቁስ ያደርገዋል። በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ዑደቶች አነስተኛ የኤፒታክሲያል እድገትን ስለሚያካትቱ በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ዑደቶች ምርት ብዙውን ጊዜ ከ InP ወረዳዎች የበለጠ ነው። በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ወረዳዎች, germanium (Ge), እሱም ብዙውን ጊዜ በ ውስጥ ብቻ ጥቅም ላይ ይውላልPhotodetector(የብርሃን ጠቋሚዎች), የ epitaxial እድገትን ይጠይቃል, በ InP ስርዓቶች ውስጥ, ተገብሮ የሞገድ መመሪያዎች እንኳን በ epitaxial እድገት መዘጋጀት አለባቸው. ኤፒታክሲያል እድገት ከአንድ ክሪስታል እድገት የበለጠ ከፍ ያለ ጉድለት ይኖረዋል ፣ ለምሳሌ እንደ ክሪስታል ኢንጎት። የ InP waveguides ከፍተኛ የማጣቀሻ ንፅፅር በ transverse ውስጥ ብቻ ሲኖራቸው በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ሞገድ መመሪያዎች በሁለቱም ተሻጋሪ እና ቁመታዊ ውስጥ ከፍተኛ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ንፅፅር ሲኖራቸው በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ መሳሪያዎች አነስተኛ የታጠፈ ራዲየስ እና ሌሎች በጣም የታመቁ መዋቅሮችን እንዲያገኙ ያስችላቸዋል። InGaAsP ቀጥተኛ የባንድ ክፍተት ሲኖረው Si እና Ge ግን የላቸውም። በውጤቱም, የ InP ማቴሪያል ስርዓቶች በጨረር ውጤታማነት የላቀ ናቸው. የኢንፒ ሲስተሞች ውስጣዊ ኦክሳይዶች እንደ ሲ፣ ሲሊኮን ዳይኦክሳይድ (SiO2) ውስጣዊ ኦክሳይዶች የተረጋጋ እና ጠንካራ አይደሉም። ሲሊከን ከ InP የበለጠ ጠንካራ ቁሳቁስ ነው ፣ ይህም ትላልቅ የዋፈር መጠኖችን መጠቀም ያስችላል ፣ ማለትም ከ 300 ሚሜ (በቅርቡ ወደ 450 ሚሜ ይሻሻላል) በ InP ውስጥ ከ 75 ሚሜ ጋር ሲነፃፀር። ኢንፒሞዱላተሮችብዙውን ጊዜ በኳንተም-የተገደበ የስታርክ ተፅእኖ ላይ ይመሰረታል፣ይህም በሙቀት ምክንያት በሚፈጠረው የባንድ ጠርዝ እንቅስቃሴ የተነሳ የሙቀት መጠንን የሚነካ ነው። በተቃራኒው, በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ሞጁሎች የሙቀት ጥገኛነት በጣም ትንሽ ነው.

የሲሊኮን ፎቶኒክስ ቴክኖሎጂ በአጠቃላይ ለአነስተኛ ወጪ፣ ለአጭር ጊዜ፣ ለከፍተኛ መጠን ምርቶች (በዓመት ከ 1 ሚሊዮን በላይ ቁርጥራጮች) ብቻ ተስማሚ ነው ተብሎ ይታሰባል። ይህ የሆነበት ምክንያት ጭምብልን እና የልማት ወጪዎችን ለማሰራጨት ከፍተኛ መጠን ያለው የቫፈር አቅም እንደሚያስፈልግ በሰፊው ተቀባይነት ስላለው ነው።የሲሊኮን ፎቶኒክስ ቴክኖሎጂከከተማ ወደ ከተማ ክልላዊ እና የረጅም ርቀት ምርት አፕሊኬሽኖች ላይ ጉልህ የሆነ የአፈጻጸም ጉድለቶች አሉት። እንደ እውነቱ ከሆነ ግን በተቃራኒው እውነት ነው. በዝቅተኛ ወጪ፣አጭር-ክልል፣ ከፍተኛ ምርት የሚሰጡ አፕሊኬሽኖች፣ቋሚ አቅልጠው ወለል-አሚት ሌዘር (VCSEL) እናቀጥተኛ-የተቀየረ ሌዘር (ዲኤምኤል ሌዘር)፡ በቀጥታ የተቀየረ ሌዘር ከፍተኛ የውድድር ጫና ይፈጥራል፣ እና በሲሊኮን ላይ የተመሰረተ የፎቶኒክ ቴክኖሎጂ መዳከም ሌዘርን በቀላሉ ማቀናጀት የማይችል ከፍተኛ ኪሳራ ሆኗል። በተቃራኒው, በሜትሮ ውስጥ, የረጅም ርቀት አፕሊኬሽኖች, የሲሊኮን ፎቶኒክስ ቴክኖሎጂ እና ዲጂታል ሲግናል ማቀነባበሪያ (ዲኤስፒ) አንድ ላይ (ብዙውን ጊዜ በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ባሉ አካባቢዎች ውስጥ) በአንድ ላይ ማዋሃድ በተመረጠው ምርጫ ምክንያት ሌዘርን መለየት የበለጠ ጠቃሚ ነው. በተጨማሪም ፣ የተቀናጀ የፍተሻ ቴክኖሎጂ የሲሊኮን ፎቶኒክ ቴክኖሎጂ ድክመቶችን በከፍተኛ ደረጃ ሊሸፍን ይችላል ፣ ለምሳሌ የጨለማው ፍሰት ከአካባቢው oscillator photocurrent በጣም ያነሰ የመሆኑን ችግር። በተመሳሳይ ጊዜ ጭምብልን እና የእድገት ወጪዎችን ለመሸፈን ከፍተኛ መጠን ያለው የዋፈር አቅም ያስፈልጋል ብሎ ማሰብ ስህተት ነው ፣ ምክንያቱም የሲሊኮን ፎቶኒክስ ቴክኖሎጂ በጣም የላቀ የተጨማሪ ብረት ኦክሳይድ ሴሚኮንዳክተሮች (CMOS) በጣም ትልቅ የሆኑ የመስቀለኛ መጠኖችን ይጠቀማል። ስለዚህ የሚያስፈልጉት ጭምብሎች እና የምርት ሩጫዎች በአንጻራዊነት ርካሽ ናቸው.