የፎቶኒክ የተቀናጀ ዑደት (PIC) የቁሳቁስ ስርዓት

የፎቶኒክ የተቀናጀ ዑደት (PIC) የቁሳቁስ ስርዓት

ሲሊኮን ፎከኒክስ የተለያዩ ተግባራትን ለማሳካት በሲሊኮን ቁሳቁሶች ላይ የተመሰረቱ ጠፍጣፋ መዋቅሮችን የሚጠቀም ዘርፍ ነው። እዚህ ላይ ለፋይበር ኦፕቲክ ግንኙነቶች አስተላላፊዎችን እና ተቀባዮችን በመፍጠር የሲሊኮን ፎከኒክስን አተገባበር ላይ እናተኩራለን። በተወሰነ የመተላለፊያ ይዘት ላይ ተጨማሪ ስርጭትን ለመጨመር አስፈላጊነት፣ የተወሰነ የእግር አሻራ እና የተወሰነ ወጪ እየጨመረ ሲሄድ፣ የሲሊኮን ፎከኒክስ በኢኮኖሚያዊ ሁኔታ ጤናማ ይሆናል። ለኦፕቲካል ክፍሉ፣የፎቶኒክ ውህደት ቴክኖሎጂጥቅም ላይ መዋል አለበት፣ እና ዛሬ አብዛኛዎቹ ወጥነት ያላቸው ትራንስሲቨሮች የተገነቡት በተለዩ የLiNbO3/ፕላነር የብርሃን ሞገድ ዑደት (PLC) ሞዱለተሮች እና InP/PLC ተቀባዮች ነው።

ምስል 1፡ በብዛት ጥቅም ላይ የዋሉ የፎቶኒክ ኢንተግሬትድ ሰርኪት (PIC) የቁሳቁስ ስርዓቶችን ያሳያል።

ምስል 1 በጣም ተወዳጅ የሆኑትን የPIC ቁስ ስርዓቶችን ያሳያል። ከግራ ወደ ቀኝ በሲሊኮን ላይ የተመሰረተ ሲሊካ PIC (PLC በመባልም ይታወቃል)፣ በሲሊኮን ላይ የተመሰረተ ኢንሱሌተር PIC (ሲሊከን ፎቶኒክስ)፣ ሊቲየም ኒዮቤት (LiNbO3) እና እንደ InP እና GaAs ያሉ III-V ቡድን PIC ናቸው። ይህ ጽሑፍ በሲሊኮን ላይ የተመሰረተ ፎተኒክስ ላይ ያተኩራል። በሲሊከን ፎተኒክስየብርሃን ምልክቱ በዋናነት የሚጓዘው በሲሊኮን ሲሆን ይህም 1.12 ኤሌክትሮን ቮልት (1.1 ማይክሮን የሞገድ ርዝመት ያለው) ቀጥተኛ ያልሆነ የባንድ ክፍተት አለው። ሲሊኮን በምድጃዎች ውስጥ በንጹህ ክሪስታሎች መልክ ይበቅላል ከዚያም ወደ ዋፈር ይቆረጣል፣ እነዚህም ዛሬ በተለምዶ 300 ሚሜ ዲያሜትር አላቸው። የዋፈር ወለል ሲሊካ ንብርብር ለመፍጠር ኦክሳይድ ይደረግበታል። ከዋፈርዎቹ አንዱ በተወሰነ ጥልቀት በሃይድሮጂን አቶሞች ይደበደባል። ከዚያም ሁለቱ ዋፈርዎች በቫክዩም ውስጥ ይዋሃዳሉ እና የኦክሳይድ ንብርብሮቻቸው እርስ በእርስ ይገናኛሉ። ስብሰባው በሃይድሮጂን አዮን ተከላ መስመር ላይ ይሰበራል። ከዚያም በስንጥቁ ላይ ያለው የሲሊኮን ንብርብር ይወለወላል፣ በመጨረሻም ቀጭን የክሪስታል ሲ ንብርብር በሲሊካ ንብርብር ላይ ባለው ያልተነካ የሲሊኮን "እጀታ" ዋፈር ላይ ይተዋል። የሞገድ መመሪያዎች የሚፈጠሩት ከዚህ ቀጭን ክሪስታል ንብርብር ነው። እነዚህ በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ኢንሱሌተር (SOI) ዋፈርዎች ዝቅተኛ ኪሳራ ያለው የሲሊኮን ፎቶኒክስ ሞገድ መሪዎችን ቢያደርጉም፣ በሚያቀርቡት ዝቅተኛ የፍሳሽ ፍሰት ምክንያት በዝቅተኛ ኃይል ባላቸው የCMOS ወረዳዎች ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ።

በስእል 2 እንደሚታየው በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያዎች ብዙ ሊሆኑ የሚችሉ ዓይነቶች አሉ። ከማይክሮስኬል ጀርማኒየም-ዶፔድ ሲሊካ ሞገድ መመሪያዎች እስከ ናኖስኬል ሲሊከን ዋቭጋይድስ ድረስ ይደርሳሉ። ጀርማኒየምን በማዋሃድ ማድረግ ይቻላል።ፎቶ ጠቋሚዎችእና የኤሌክትሪክ መምጠጥሞዱለተሮችእና ምናልባትም የኦፕቲካል ማጉያዎችን እንኳን። ሲሊኮንን በመርጨት፣የኦፕቲካል ሞዱለርሊሠሩ ይችላሉ። ከታች ከግራ ወደ ቀኝ ያሉት የሚከተሉት ናቸው፡ የሲሊኮን ሽቦ ሞገድ መመሪያ፣ የሲሊኮን ናይትራይድ ሞገድ መመሪያ፣ የሲሊኮን ኦክሲኒትራይድ ሞገድ መመሪያ፣ ወፍራም የሲሊኮን ሪጅ ሞገድ መመሪያ፣ ቀጭን የሲሊኮን ናይትራይድ ሞገድ መመሪያ እና የተከተፈ የሲሊኮን ሞገድ መመሪያ። ከላይ፣ ከግራ ወደ ቀኝ፣ የመጥፋት ሞዱላተሮች፣ የጀርማኒየም ፎቶዲቴክተሮች እና ጀርማኒየም ናቸው።የኦፕቲካል ማጉያዎች.

ምስል 2፡ በሲሊኮን ላይ የተመሰረተ የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያ ተከታታይ ክፍል፣ የተለመዱ የስርጭት ኪሳራዎችን እና የማጣቀሻ ኢንዴክሶችን ያሳያል።