अप्टिकल मोड्युलेटर वेभगाइड्स एकीकृत सर्किटहरूको लागि ८ इन्च LNOI (इन्सुलेटरमा LiNbO3) वेफर
विस्तृत रेखाचित्र
परिचय
लिथियम निओबेट अन इन्सुलेटर (LNOI) वेफरहरू विभिन्न उन्नत अप्टिकल र इलेक्ट्रोनिक अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग हुने अत्याधुनिक सामग्री हुन्। यी वेफरहरू लिथियम निओबेट (LiNbO₃) को पातलो तहलाई इन्सुलेटिङ सब्सट्रेट, सामान्यतया सिलिकन वा अन्य उपयुक्त सामग्रीमा स्थानान्तरण गरेर उत्पादन गरिन्छ, जसमा आयन इम्प्लान्टेसन र वेफर बन्डिङ जस्ता परिष्कृत प्रविधिहरू प्रयोग गरिन्छ। LNOI प्रविधिले सिलिकन अन इन्सुलेटर (SOI) वेफर प्रविधिसँग धेरै समानताहरू साझा गर्दछ तर लिथियम निओबेटको अद्वितीय अप्टिकल गुणहरूको फाइदा उठाउँछ, जुन यसको पाइजोइलेक्ट्रिक, पाइरोइलेक्ट्रिक, र ननलाइनर अप्टिकल विशेषताहरूको लागि परिचित सामग्री हो।
उच्च-फ्रिक्वेन्सी र उच्च-गति अनुप्रयोगहरूमा उत्कृष्ट प्रदर्शनको कारणले LNOI वेफरहरूले एकीकृत अप्टिक्स, दूरसञ्चार, र क्वान्टम कम्प्युटिङ जस्ता क्षेत्रहरूमा उल्लेखनीय ध्यान खिचेका छन्। वेफरहरू "स्मार्ट-कट" प्रविधि प्रयोग गरेर उत्पादन गरिन्छ, जसले लिथियम निओबेट पातलो फिल्मको मोटाईमा सटीक नियन्त्रण सक्षम बनाउँछ, जसले वेफरहरूले विभिन्न अनुप्रयोगहरूको लागि आवश्यक विशिष्टताहरू पूरा गर्दछन् भनी सुनिश्चित गर्दछ।
सिद्धान्त
LNOI वेफरहरू सिर्जना गर्ने प्रक्रिया बल्क लिथियम निओबेट क्रिस्टलबाट सुरु हुन्छ। क्रिस्टलमा आयन इम्प्लान्टेसन हुन्छ, जहाँ उच्च-ऊर्जा हेलियम आयनहरू लिथियम निओबेट क्रिस्टलको सतहमा प्रवेश गरिन्छ। यी आयनहरूले क्रिस्टललाई एक विशिष्ट गहिराइमा प्रवेश गर्छन् र क्रिस्टल संरचनालाई बाधा पुर्याउँछन्, जसले गर्दा एक नाजुक समतल सिर्जना हुन्छ जुन पछि क्रिस्टललाई पातलो तहहरूमा अलग गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। हेलियम आयनहरूको विशिष्ट ऊर्जाले इम्प्लान्टेसनको गहिराइलाई नियन्त्रण गर्छ, जसले अन्तिम लिथियम निओबेट तहको मोटाईलाई प्रत्यक्ष रूपमा असर गर्छ।
आयन इम्प्लान्टेसन पछि, लिथियम निओबेट क्रिस्टललाई वेफर बन्डिङ भनिने प्रविधि प्रयोग गरेर सब्सट्रेटमा बाँधिन्छ। बन्डिङ प्रक्रियाले सामान्यतया प्रत्यक्ष बन्डिङ विधि प्रयोग गर्दछ, जहाँ दुई सतहहरू (आयन-इम्प्लान्टेड लिथियम निओबेट क्रिस्टल र सब्सट्रेट) उच्च तापक्रम र दबाबमा एकसाथ थिचिन्छन् जसले गर्दा बलियो बन्ड सिर्जना हुन्छ। केही अवस्थामा, बेन्जोसाइक्लोब्युटिन (BCB) जस्तो टाँस्ने सामग्री थप समर्थनको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ।
बन्डिङ पछि, आयन इम्प्लान्टेसनबाट हुने कुनै पनि क्षतिलाई मर्मत गर्न र तहहरू बीचको बन्धन बढाउन वेफरले एनिलिङ प्रक्रियाबाट गुज्रन्छ। एनिलिङ प्रक्रियाले पातलो लिथियम निओबेट तहलाई मूल क्रिस्टलबाट अलग हुन मद्दत गर्दछ, जसले गर्दा लिथियम निओबेटको पातलो, उच्च-गुणस्तरको तह छोडिन्छ जुन उपकरण निर्माणको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ।
निर्दिष्टीकरणहरू
LNOI वेफरहरू धेरै महत्त्वपूर्ण विशिष्टताहरूद्वारा विशेषता हुन्छन् जसले उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगहरूको लागि तिनीहरूको उपयुक्तता सुनिश्चित गर्दछ। यसमा समावेश छन्:
सामग्री विशिष्टीकरणहरू
| सामग्री | निर्दिष्टीकरणहरू |
| सामाग्री | एकरूप: LiNbO3 |
| सामग्रीको गुणस्तर | बुलबुले वा समावेशीकरण <१००μm |
| अभिमुखीकरण | Y-कट ±०.२° |
| घनत्व | ४.६५ ग्राम/सेमी³ |
| क्युरी तापक्रम | ११४२ ±१°सेल्सियस |
| पारदर्शिता | ४५०-७०० एनएम दायरामा ९५% भन्दा बढी (१० मिमी मोटाई) |
उत्पादन विशिष्टीकरणहरू
| प्यारामिटर | निर्दिष्टीकरण |
| व्यास | १५० मिमी ±०.२ मिमी |
| मोटाई | ३५० माइक्रोमिटर ±१० माइक्रोमिटर |
| समतलता | <१.३ माइक्रोमिटर |
| कुल मोटाई भिन्नता (TTV) | १५० मिमी वेफरमा <७० μm को वार्प |
| स्थानीय मोटाई भिन्नता (LTV) | <७० μm @ १५० मिमी वेफर |
| खस्रोपन | Rq ≤0.5 nm (AFM RMS मान) |
| सतह गुणस्तर | ४०-२० |
| कणहरू (हटाउन नसकिने) | १००-२०० माइक्रोमिटर ≤३ कणहरू |
| चिप्स | <३०० μm (पूर्ण वेफर, कुनै बहिष्करण क्षेत्र छैन) |
| चर्किएको | कुनै दरार छैन (पूर्ण वेफर) |
| प्रदूषण | हटाउन नसकिने दागहरू छैनन् (पूर्ण वेफर) |
| समानान्तरता | <३० आर्कसेकेन्ड |
| अभिमुखीकरण सन्दर्भ समतल (X-अक्ष) | ४७ ±२ मिमी |
अनुप्रयोगहरू
LNOI वेफरहरू तिनीहरूको अद्वितीय गुणहरूको कारणले गर्दा, विशेष गरी फोटोनिक्स, दूरसञ्चार, र क्वान्टम प्रविधिहरूको क्षेत्रमा विस्तृत दायरामा प्रयोग गरिन्छ। केही प्रमुख अनुप्रयोगहरू समावेश छन्:
एकीकृत अप्टिक्स:LNOI वेफरहरू एकीकृत अप्टिकल सर्किटहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जहाँ तिनीहरूले मोड्युलेटरहरू, वेभगाइडहरू, र रेजोनेटरहरू जस्ता उच्च-प्रदर्शन फोटोनिक उपकरणहरू सक्षम पार्छन्। लिथियम निओबेटको उच्च गैर-रेखीय अप्टिकल गुणहरूले यसलाई कुशल प्रकाश हेरफेर आवश्यक पर्ने अनुप्रयोगहरूको लागि उत्कृष्ट विकल्प बनाउँछ।
दूरसञ्चार:LNOI वेफरहरू अप्टिकल मोड्युलेटरहरूमा प्रयोग गरिन्छ, जुन फाइबर अप्टिक नेटवर्कहरू सहित उच्च-गति सञ्चार प्रणालीहरूमा आवश्यक घटक हुन्। उच्च आवृत्तिहरूमा प्रकाश मोड्युलेट गर्ने क्षमताले LNOI वेफरहरूलाई आधुनिक दूरसञ्चार प्रणालीहरूको लागि आदर्श बनाउँछ।
क्वान्टम कम्प्युटिङ:क्वान्टम प्रविधिहरूमा, LNOI वेफरहरू क्वान्टम कम्प्युटर र क्वान्टम सञ्चार प्रणालीहरूको लागि कम्पोनेन्टहरू निर्माण गर्न प्रयोग गरिन्छ। LNOI को गैर-रेखीय अप्टिकल गुणहरू उलझिएका फोटोन जोडीहरू सिर्जना गर्न प्रयोग गरिन्छ, जुन क्वान्टम कुञ्जी वितरण र क्वान्टम क्रिप्टोग्राफीको लागि महत्त्वपूर्ण छन्।
सेन्सरहरू:LNOI वेफरहरू अप्टिकल र ध्वनिक सेन्सरहरू सहित विभिन्न सेन्सिङ अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ। प्रकाश र ध्वनि दुवैसँग अन्तरक्रिया गर्ने तिनीहरूको क्षमताले तिनीहरूलाई विभिन्न प्रकारका सेन्सिङ प्रविधिहरूको लागि बहुमुखी बनाउँछ।
सोधिने प्रश्न
Q:LNOI प्रविधि भनेको के हो?
A: LNOI प्रविधिमा पातलो लिथियम निओबेट फिल्मलाई इन्सुलेट गर्ने सब्सट्रेट, सामान्यतया सिलिकनमा स्थानान्तरण गरिन्छ। यो प्रविधिले लिथियम निओबेटको अद्वितीय गुणहरू, जस्तै यसको उच्च गैर-रेखीय अप्टिकल विशेषताहरू, पाइजोइलेक्ट्रिसिटी, र पाइरोइलेक्ट्रिसिटीको लाभ उठाउँछ, जसले यसलाई एकीकृत अप्टिक्स र दूरसञ्चारको लागि आदर्श बनाउँछ।
Q:LNOI र SOI वेफरहरू बीच के भिन्नता छ?
A: LNOI र SOI वेफरहरू दुवै समान छन् किनकि तिनीहरू सब्सट्रेटमा बाँधिएको सामग्रीको पातलो तहबाट बनेका हुन्छन्। यद्यपि, LNOI वेफरहरूले पातलो फिल्म सामग्रीको रूपमा लिथियम नियोबेट प्रयोग गर्छन्, जबकि SOI वेफरहरूले सिलिकन प्रयोग गर्छन्। मुख्य भिन्नता पातलो फिल्म सामग्रीको गुणहरूमा निहित छ, LNOI ले उत्कृष्ट अप्टिकल र पाइजोइलेक्ट्रिक गुणहरू प्रदान गर्दछ।
Q:LNOI वेफरहरू प्रयोग गर्नुका फाइदाहरू के के हुन्?
A: LNOI वेफरका मुख्य फाइदाहरूमा तिनीहरूको उत्कृष्ट अप्टिकल गुणहरू, जस्तै उच्च गैर-रेखीय अप्टिकल गुणांकहरू, र तिनीहरूको मेकानिकल शक्ति समावेश छ। यी विशेषताहरूले LNOI वेफरहरूलाई उच्च-गति, उच्च-फ्रिक्वेन्सी, र क्वान्टम अनुप्रयोगहरूमा प्रयोगको लागि आदर्श बनाउँछन्।
Q:के LNOI वेफरहरू क्वान्टम अनुप्रयोगहरूको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ?
A:हो, LNOI वेफरहरू क्वान्टम प्रविधिहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ किनभने तिनीहरूको उलझन फोटन जोडीहरू उत्पन्न गर्ने क्षमता र एकीकृत फोटोनिक्ससँग तिनीहरूको अनुकूलता छ। यी गुणहरू क्वान्टम कम्प्युटिङ, सञ्चार र क्रिप्टोग्राफीमा अनुप्रयोगहरूको लागि महत्त्वपूर्ण छन्।
Q:LNOI फिल्महरूको सामान्य मोटाई कति हुन्छ?
A: LNOI फिल्महरू सामान्यतया केही सय न्यानोमिटरदेखि धेरै माइक्रोमिटरसम्मको मोटाईमा हुन्छन्, जुन विशिष्ट प्रयोगमा निर्भर गर्दछ। आयन इम्प्लान्टेसन प्रक्रियाको क्रममा मोटाई नियन्त्रण गरिन्छ।
