ஃபோட்டானிக் ஒருங்கிணைந்த சுற்று வடிவமைப்பு

வடிவமைப்புஃபோட்டானிக்ஒருங்கிணைந்த சுற்று

ஃபோட்டானிக் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள்(PIC) இன்டர்ஃபெரோமீட்டர்கள் அல்லது பாதை நீளத்திற்கு உணர்திறன் கொண்ட பிற பயன்பாடுகளில் பாதை நீளத்தின் முக்கியத்துவத்தின் காரணமாக பெரும்பாலும் கணித ஸ்கிரிப்ட்களின் உதவியுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.PICஒரு செதில் பல அடுக்குகளை (பொதுவாக 10 முதல் 30 வரை) தட்டுவதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது, அவை பல பலகோண வடிவங்களைக் கொண்டவை, பெரும்பாலும் GDSII வடிவத்தில் குறிப்பிடப்படுகின்றன. ஃபோட்டோமாஸ்க் உற்பத்தியாளருக்கு கோப்பை அனுப்பும் முன், வடிவமைப்பின் சரியான தன்மையை சரிபார்க்க PIC ஐ உருவகப்படுத்துவது மிகவும் விரும்பத்தக்கது. உருவகப்படுத்துதல் பல நிலைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது: குறைந்த நிலை என்பது முப்பரிமாண மின்காந்த (EM) உருவகப்படுத்துதல் ஆகும், அங்கு உருவகப்படுத்துதல் துணை அலைநீள மட்டத்தில் செய்யப்படுகிறது, இருப்பினும் பொருளில் உள்ள அணுக்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகள் மேக்ரோஸ்கோபிக் அளவில் கையாளப்படுகின்றன. வழக்கமான முறைகளில் முப்பரிமாண வரையறுக்கப்பட்ட-வேறுபாடு நேர-டொமைன் (3D FDTD) மற்றும் ஈஜென்மோட் விரிவாக்கம் (EME) ஆகியவை அடங்கும். இந்த முறைகள் மிகவும் துல்லியமானவை, ஆனால் முழு PIC உருவகப்படுத்துதல் நேரத்திற்கும் நடைமுறைக்கு மாறானது. அடுத்த நிலை 2.5-பரிமாண EM உருவகப்படுத்துதல் ஆகும், அதாவது வரையறுக்கப்பட்ட-வேறுபாடு கற்றை பரப்புதல் (FD-BPM). இந்த முறைகள் மிகவும் வேகமானவை, ஆனால் சில துல்லியத்தை தியாகம் செய்கின்றன, மேலும் பாராக்சியல் பரவலை மட்டுமே கையாள முடியும் மற்றும் எடுத்துக்காட்டாக, ரெசனேட்டர்களை உருவகப்படுத்த பயன்படுத்த முடியாது. அடுத்த நிலை 2D FDTD மற்றும் 2D BPM போன்ற 2D EM உருவகப்படுத்துதல் ஆகும். இவையும் வேகமானவை, ஆனால் அவை துருவமுனைப்பு சுழலிகளை உருவகப்படுத்த முடியாது போன்ற வரையறுக்கப்பட்ட செயல்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. மேலும் ஒரு நிலை பரிமாற்றம் மற்றும்/அல்லது சிதறல் அணி உருவகப்படுத்துதல் ஆகும். ஒவ்வொரு முக்கிய கூறுகளும் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டைக் கொண்ட ஒரு கூறுகளாகக் குறைக்கப்படுகின்றன, மேலும் இணைக்கப்பட்ட அலை வழிகாட்டி ஒரு கட்ட மாற்றம் மற்றும் குறைப்பு உறுப்புக்கு குறைக்கப்படுகிறது. இந்த உருவகப்படுத்துதல்கள் மிகவும் வேகமானவை. உள்ளீட்டு சமிக்ஞை மூலம் பரிமாற்ற அணியை பெருக்குவதன் மூலம் வெளியீட்டு சமிக்ஞை பெறப்படுகிறது. சிதறல் அணி (அதன் கூறுகள் S-அளவுருக்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன) கூறுகளின் மறுபுறத்தில் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டு சமிக்ஞைகளைக் கண்டறிய ஒரு பக்கத்தில் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டு சமிக்ஞைகளை பெருக்குகிறது. அடிப்படையில், சிதறல் அணி உறுப்புக்குள் பிரதிபலிப்பைக் கொண்டுள்ளது. சிதறல் அணி பொதுவாக ஒவ்வொரு பரிமாணத்திலும் பரிமாற்ற அணியை விட இரண்டு மடங்கு பெரியதாக இருக்கும். சுருக்கமாக, 3D EM முதல் பரிமாற்றம்/சிதறல் மேட்ரிக்ஸ் உருவகப்படுத்துதல் வரை, ஒவ்வொரு அடுக்கு உருவகப்படுத்துதலும் வேகம் மற்றும் துல்லியம் ஆகியவற்றுக்கு இடையே ஒரு பரிமாற்றத்தை அளிக்கிறது, மேலும் வடிவமைப்பாளர்கள் வடிவமைப்பு சரிபார்ப்பு செயல்முறையை மேம்படுத்த தங்கள் குறிப்பிட்ட தேவைகளுக்கு சரியான அளவிலான உருவகப்படுத்துதலை தேர்வு செய்கிறார்கள்.

இருப்பினும், சில தனிமங்களின் மின்காந்த உருவகப்படுத்துதலை நம்பியிருப்பது மற்றும் முழு PIC ஐ உருவகப்படுத்த ஒரு சிதறல்/பரிமாற்ற மேட்ரிக்ஸைப் பயன்படுத்துவதும் ஃப்ளோ பிளேட்டின் முன் முற்றிலும் சரியான வடிவமைப்பிற்கு உத்தரவாதம் அளிக்காது. எடுத்துக்காட்டாக, தவறாகக் கணக்கிடப்பட்ட பாதை நீளம், உயர்-வரிசை முறைகளை திறம்பட அடக்கத் தவறிய மல்டிமோட் அலை வழிகாட்டிகள் அல்லது ஒன்றுக்கொன்று மிக நெருக்கமாக இருக்கும் இரண்டு அலை வழிகாட்டிகள் ஆகியவை உருவகப்படுத்துதலின் போது கண்டறியப்படாமல் போகலாம். எனவே, மேம்பட்ட உருவகப்படுத்துதல் கருவிகள் சக்திவாய்ந்த வடிவமைப்பு சரிபார்ப்பு திறன்களை வழங்குகின்றன என்றாலும், வடிவமைப்பின் துல்லியம் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்கும், அதன் அபாயத்தைக் குறைப்பதற்கும், நடைமுறை அனுபவம் மற்றும் தொழில்நுட்ப அறிவு ஆகியவற்றுடன் இணைந்து வடிவமைப்பாளரின் அதிக விழிப்புணர்வு மற்றும் கவனமாக ஆய்வு தேவைப்படுகிறது. ஓட்ட தாள்.

ஸ்பேர்ஸ் எஃப்டிடிடி எனப்படும் நுட்பமானது, 3டி மற்றும் 2டி எஃப்டிடிடி உருவகப்படுத்துதல்களை ஒரு முழுமையான பிஐசி வடிவமைப்பில் நேரடியாகச் செயல்படுத்தி வடிவமைப்பை சரிபார்க்க அனுமதிக்கிறது. எந்தவொரு மின்காந்த உருவகப்படுத்துதல் கருவியும் மிகப் பெரிய அளவிலான PIC ஐ உருவகப்படுத்துவது கடினம் என்றாலும், ஸ்பேர்ஸ் FDTD ஒரு பெரிய உள்ளூர் பகுதியை உருவகப்படுத்த முடியும். பாரம்பரிய 3D FDTD இல், ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு தொகுதிக்குள் மின்காந்த புலத்தின் ஆறு கூறுகளை துவக்குவதன் மூலம் உருவகப்படுத்துதல் தொடங்குகிறது. நேரம் முன்னேறும்போது, ​​தொகுதியில் புதிய புலம் கூறு கணக்கிடப்படுகிறது, மற்றும் பல. ஒவ்வொரு அடிக்கும் நிறைய கணக்கீடு தேவைப்படுகிறது, எனவே அது நீண்ட நேரம் எடுக்கும். ஸ்பேஸ் 3D FDTD இல், தொகுதியின் ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் ஒவ்வொரு படியிலும் கணக்கிடுவதற்குப் பதிலாக, கோட்பாட்டளவில் தன்னிச்சையாக பெரிய தொகுதிக்கு ஒத்திருக்கும் மற்றும் அந்த கூறுகளுக்கு மட்டுமே கணக்கிடப்படும் புலக் கூறுகளின் பட்டியல் பராமரிக்கப்படுகிறது. ஒவ்வொரு கால கட்டத்திலும், புலக் கூறுகளுக்கு அருகில் உள்ள புள்ளிகள் சேர்க்கப்படும், அதே நேரத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட சக்தி வரம்புக்குக் கீழே உள்ள புல கூறுகள் கைவிடப்படும். சில கட்டமைப்புகளுக்கு, இந்த கணக்கீடு பாரம்பரிய 3D FDTD ஐ விட வேகமான பல ஆர்டர்களைக் கொண்டிருக்கலாம். இருப்பினும், பரவலான கட்டமைப்புகளைக் கையாளும் போது ஸ்பேர்ஸ் எஃப்டிடிடிஎஸ் சிறப்பாகச் செயல்படாது, ஏனெனில் இந்த நேரப் புலம் அதிகமாகப் பரவுகிறது, இதன் விளைவாக பட்டியல்கள் மிக நீளமாகவும் நிர்வகிக்க கடினமாகவும் இருக்கும். துருவமுனைப்பு பீம் ஸ்ப்ளிட்டர் (பிபிஎஸ்) போன்ற 3D FDTD உருவகப்படுத்துதலின் எடுத்துக்காட்டு ஸ்கிரீன்ஷாட்டை படம் 1 காட்டுகிறது.

படம் 1: 3D ஸ்பேர்ஸ் FDTD இலிருந்து உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகள். (A) என்பது உருவகப்படுத்தப்பட்ட கட்டமைப்பின் மேல் பார்வை, இது ஒரு திசை இணைப்பாகும். (B) quasi-TE தூண்டுதலைப் பயன்படுத்தி உருவகப்படுத்துதலின் ஸ்கிரீன்ஷாட்டைக் காட்டுகிறது. மேலே உள்ள இரண்டு வரைபடங்கள், quasi-TE மற்றும் quasi-TM சிக்னல்களின் மேல் பார்வையைக் காட்டுகின்றன, மேலும் கீழே உள்ள இரண்டு வரைபடங்களும் தொடர்புடைய குறுக்கு வெட்டுக் காட்சியைக் காட்டுகின்றன. (C) அரை-TM தூண்டுதலைப் பயன்படுத்தி உருவகப்படுத்துதலின் ஸ்கிரீன்ஷாட்டைக் காட்டுகிறது.