ஒளியியல் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுப் பொருள் அமைப்புகளின் ஒப்பீடு

ஒளியியல் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுப் பொருள் அமைப்புகளின் ஒப்பீடு
படம் 1, இண்டியம் பாஸ்பரஸ் (InP) மற்றும் சிலிக்கான் (Si) ஆகிய இரண்டு பொருள் அமைப்புகளின் ஒப்பீட்டைக் காட்டுகிறது. இண்டியம் அரிதாகக் கிடைப்பதால், InP ஆனது Si-ஐ விட விலை உயர்ந்த பொருளாக உள்ளது. சிலிக்கான் அடிப்படையிலான மின்சுற்றுகளில் எபிடெக்சியல் வளர்ச்சி குறைவாக இருப்பதால், சிலிக்கான் அடிப்படையிலான மின்சுற்றுகளின் விளைச்சல் பொதுவாக InP மின்சுற்றுகளை விட அதிகமாக இருக்கும். சிலிக்கான் அடிப்படையிலான மின்சுற்றுகளில், பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஜெர்மானியம் (Ge)ஒளி உணரி(ஒளி கண்டறிப்பான்கள்), எபிடெக்சியல் வளர்ச்சியைப் பயன்படுத்த வேண்டும், ஆனால் InP அமைப்புகளில், செயலற்ற அலைவழிகள் கூட எபிடெக்சியல் வளர்ச்சி மூலம் தயாரிக்கப்பட வேண்டும். படிகக் கட்டியிலிருந்து செய்யப்படும் ஒற்றைப் படிக வளர்ச்சியை விட, எபிடெக்சியல் வளர்ச்சி அதிக குறைபாட்டு அடர்த்தியைக் கொண்டிருக்க முனைகிறது. InP அலைவழிகள் குறுக்குவாட்டில் மட்டுமே உயர் ஒளிவிலகல் குறியீட்டு வேறுபாட்டைக் கொண்டுள்ளன, அதேசமயம் சிலிக்கான் அடிப்படையிலான அலைவழிகள் குறுக்குவாட்டு மற்றும் நீளவாட்டு ஆகிய இரண்டிலும் உயர் ஒளிவிலகல் குறியீட்டு வேறுபாட்டைக் கொண்டுள்ளன, இது சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சாதனங்கள் சிறிய வளைவு ஆரங்கள் மற்றும் பிற அதிக கச்சிதமான கட்டமைப்புகளை அடைய அனுமதிக்கிறது. InGaAsP ஒரு நேரடி பட்டை இடைவெளியைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் Si மற்றும் Ge அவ்வாறு இல்லை. இதன் விளைவாக, லேசர் செயல்திறன் அடிப்படையில் InP பொருள் அமைப்புகள் சிறந்தவை. InP அமைப்புகளின் உள்ளார்ந்த ஆக்சைடுகள், Si-இன் உள்ளார்ந்த ஆக்சைடுகளான சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு (SiO2) போல நிலையானதாகவும் உறுதியானதாகவும் இல்லை. சிலிக்கான், InP-ஐ விட வலிமையான ஒரு பொருளாகும், இது InP-இல் 75 மிமீ உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​300 மிமீ (விரைவில் 450 மிமீ ஆக மேம்படுத்தப்படவுள்ளது) போன்ற பெரிய வேஃபர் அளவுகளைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது. InPமாடுலேட்டர்கள்பொதுவாக, வெப்பநிலையால் ஏற்படும் பட்டை விளிம்பு இயக்கத்தின் காரணமாக வெப்பநிலை உணர்திறன் கொண்ட குவாண்டம்-வரையறுக்கப்பட்ட ஸ்டார்க் விளைவைச் சார்ந்திருக்கின்றன. இதற்கு மாறாக, சிலிக்கான் அடிப்படையிலான மாடுலேட்டர்களின் வெப்பநிலைச் சார்பு மிகவும் குறைவாக உள்ளது.

சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பம் பொதுவாக குறைந்த விலை, குறுகிய கால, அதிக எண்ணிக்கையிலான தயாரிப்புகளுக்கு (ஆண்டுக்கு 1 மில்லியனுக்கும் அதிகமானவை) மட்டுமே பொருத்தமானதாகக் கருதப்படுகிறது. ஏனெனில், மாஸ்க் மற்றும் மேம்பாட்டுச் செலவுகளைப் பகிர்ந்துகொள்ள அதிக அளவிலான வேஃபர் கொள்ளளவு தேவைப்படுகிறது என்பது பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டுள்ளது.சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பம்நகரங்களுக்கு இடையேயான பிராந்திய மற்றும் நீண்ட தூர தயாரிப்புப் பயன்பாடுகளில் குறிப்பிடத்தக்க செயல்திறன் குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், உண்மையில், இதற்கு நேர்மாறானதே உண்மை. குறைந்த விலை, குறுகிய தூரம், அதிக மகசூல் தரும் பயன்பாடுகளில், செங்குத்து குழி மேற்பரப்பு-உமிழும் லேசர் (VCSEL) மற்றும்நேரடி-மாடுலேட்டட் லேசர் (DML லேசர்நேரடியாக மாடுலேட் செய்யப்பட்ட லேசர் ஒரு பெரும் போட்டி அழுத்தத்தை ஏற்படுத்துகிறது, மேலும் லேசர்களை எளிதில் ஒருங்கிணைக்க முடியாத சிலிக்கான் அடிப்படையிலான ஃபோட்டானிக் தொழில்நுட்பத்தின் பலவீனம் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க குறைபாடாக மாறியுள்ளது. இதற்கு மாறாக, மெட்ரோ, நீண்ட தூரப் பயன்பாடுகளில், சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பத்தையும் டிஜிட்டல் சிக்னல் பிராசசிங்கையும் (DSP) ஒன்றாக ஒருங்கிணைப்பதற்கான விருப்பம் இருப்பதால் (இது பெரும்பாலும் அதிக வெப்பநிலை சூழல்களில் நிகழ்கிறது), லேசரைப் பிரிப்பது அதிக நன்மை பயக்கும். கூடுதலாக, டார்க் கரண்ட் என்பது லோக்கல் ஆஸிலேட்டர் ஃபோட்டோகரண்ட்டை விட மிகச் சிறியதாக இருப்பது போன்ற சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பத்தின் குறைபாடுகளை, கோஹரண்ட் டிடெக்ஷன் தொழில்நுட்பம் பெருமளவில் ஈடுசெய்ய முடியும். அதே நேரத்தில், மாஸ்க் மற்றும் மேம்பாட்டுச் செலவுகளை ஈடுகட்ட அதிக அளவு வேஃபர் திறன் தேவை என்று நினைப்பதும் தவறானது, ஏனெனில் சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் தொழில்நுட்பம், மிகவும் மேம்பட்ட காம்ப்ளிமென்டரி மெட்டல் ஆக்சைடு செமிகண்டக்டர்களை (CMOS) விட மிகப் பெரிய நோட் அளவுகளைப் பயன்படுத்துகிறது, எனவே தேவையான மாஸ்க்குகளும் உற்பத்திச் சுழற்சிகளும் ஒப்பீட்டளவில் மலிவானவை.