ஃபோட்டானிக் ஒருங்கிணைந்த சுற்று பொருள் அமைப்புகளின் ஒப்பீடு

ஃபோட்டானிக் ஒருங்கிணைந்த சுற்று பொருள் அமைப்புகளின் ஒப்பீடு
படம் 1, இண்டியம் பாஸ்பரஸ் (InP) மற்றும் சிலிக்கான் (Si) ஆகிய இரண்டு பொருள் அமைப்புகளின் ஒப்பீட்டைக் காட்டுகிறது. இண்டியம் அரிதாக இருப்பதால், InP ஐ Si ஐ விட விலை உயர்ந்த பொருளாக மாற்றுகிறது. சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சுற்றுகள் குறைவான எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியை உள்ளடக்கியிருப்பதால், சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சுற்றுகளின் மகசூல் பொதுவாக InP சுற்றுகளை விட அதிகமாக இருக்கும். சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சுற்றுகளில், ஜெர்மானியம் (Ge), இது பொதுவாகஒளிக்கண்டறிப்பான்(ஒளி உணரிகள்), எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியைக் கோருகிறது, அதே நேரத்தில் InP அமைப்புகளில், செயலற்ற அலை வழிகாட்டிகள் கூட எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியால் தயாரிக்கப்பட வேண்டும். எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி ஒரு படிக இங்காட் போன்ற ஒற்றை படிக வளர்ச்சியை விட அதிக குறைபாடு அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளது. InP அலை வழிகாட்டிகள் குறுக்குவெட்டில் மட்டுமே அதிக ஒளிவிலகல் குறியீட்டு வேறுபாட்டைக் கொண்டுள்ளன, அதே நேரத்தில் சிலிக்கான் அடிப்படையிலான அலை வழிகாட்டிகள் குறுக்குவெட்டு மற்றும் நீளமான இரண்டிலும் அதிக ஒளிவிலகல் குறியீட்டு வேறுபாட்டைக் கொண்டுள்ளன, இது சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சாதனங்கள் சிறிய வளைக்கும் ஆரங்கள் மற்றும் பிற சிறிய கட்டமைப்புகளை அடைய அனுமதிக்கிறது. InGaAsP நேரடி பட்டை இடைவெளியைக் கொண்டுள்ளது, அதே நேரத்தில் Si மற்றும் Ge இல்லை. இதன் விளைவாக, லேசர் செயல்திறனின் அடிப்படையில் InP பொருள் அமைப்புகள் சிறந்தவை. InP அமைப்புகளின் உள்ளார்ந்த ஆக்சைடுகள் Si இன் உள்ளார்ந்த ஆக்சைடுகள், சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு (SiO2) போல நிலையானதாகவும் வலுவாகவும் இல்லை. சிலிக்கான் InP ஐ விட வலுவான பொருளாகும், இது பெரிய வேஃபர் அளவுகளைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது, அதாவது InP இல் 75 மிமீ உடன் ஒப்பிடும்போது 300 மிமீ (விரைவில் 450 மிமீக்கு மேம்படுத்தப்படும்). InPமாடுலேட்டர்கள்பொதுவாக குவாண்டம்-வரையறுக்கப்பட்ட ஸ்டார்க் விளைவைச் சார்ந்தது, இது வெப்பநிலையால் ஏற்படும் பட்டை விளிம்பு இயக்கம் காரணமாக வெப்பநிலை உணர்திறன் கொண்டது. இதற்கு நேர்மாறாக, சிலிக்கான் அடிப்படையிலான மாடுலேட்டர்களின் வெப்பநிலை சார்பு மிகவும் சிறியது.

சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பம் பொதுவாக குறைந்த விலை, குறுகிய தூர, அதிக அளவு தயாரிப்புகளுக்கு (ஆண்டுக்கு 1 மில்லியனுக்கும் அதிகமான துண்டுகள்) மட்டுமே பொருத்தமானதாகக் கருதப்படுகிறது. ஏனெனில் முகமூடி மற்றும் மேம்பாட்டு செலவுகளைப் பரப்புவதற்கு அதிக அளவு வேஃபர் திறன் தேவை என்பது பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது, மேலும்சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பம்நகரத்திலிருந்து நகரத்திற்கு பிராந்திய மற்றும் நீண்ட தூர தயாரிப்பு பயன்பாடுகளில் குறிப்பிடத்தக்க செயல்திறன் குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், உண்மையில், இதற்கு நேர்மாறானது உண்மை. குறைந்த விலை, குறுகிய தூர, அதிக மகசூல் பயன்பாடுகளில், செங்குத்து குழி மேற்பரப்பு-உமிழும் லேசர் (VCSEL) மற்றும்நேரடி-பண்பேற்றப்பட்ட லேசர் (DML லேசர்) : நேரடியாக மாற்றியமைக்கப்பட்ட லேசர் மிகப்பெரிய போட்டி அழுத்தத்தை ஏற்படுத்துகிறது, மேலும் லேசர்களை எளிதில் ஒருங்கிணைக்க முடியாத சிலிக்கான் அடிப்படையிலான ஃபோட்டானிக் தொழில்நுட்பத்தின் பலவீனம் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க குறைபாடாக மாறியுள்ளது. இதற்கு நேர்மாறாக, மெட்ரோ, நீண்ட தூர பயன்பாடுகளில், சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பம் மற்றும் டிஜிட்டல் சிக்னல் செயலாக்கம் (DSP) ஆகியவற்றை ஒன்றாக ஒருங்கிணைப்பதற்கான விருப்பம் காரணமாக (இது பெரும்பாலும் அதிக வெப்பநிலை சூழல்களில் உள்ளது), லேசரைப் பிரிப்பது மிகவும் சாதகமானது. கூடுதலாக, ஒத்திசைவான கண்டறிதல் தொழில்நுட்பம் சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பத்தின் குறைபாடுகளை பெருமளவில் ஈடுசெய்ய முடியும், அதாவது இருண்ட மின்னோட்டம் உள்ளூர் ஆஸிலேட்டர் ஃபோட்டோகரண்டை விட மிகச் சிறியது என்ற பிரச்சனை போன்றவை. அதே நேரத்தில், முகமூடி மற்றும் மேம்பாட்டு செலவுகளை ஈடுகட்ட அதிக அளவு வேஃபர் திறன் தேவை என்று நினைப்பதும் தவறானது, ஏனெனில் சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பம் மிகவும் மேம்பட்ட நிரப்பு உலோக ஆக்சைடு குறைக்கடத்திகளை (CMOS) விட மிகப் பெரிய முனை அளவுகளைப் பயன்படுத்துகிறது, எனவே தேவையான முகமூடிகள் மற்றும் உற்பத்தி ரன்கள் ஒப்பீட்டளவில் மலிவானவை.