फोटोनिक इंटिग्रेटेड सर्किट मटेरियल सिस्टमची तुलना

फोटोनिक इंटिग्रेटेड सर्किट मटेरियल सिस्टमची तुलना
आकृती 1 इंडियम फॉस्फरस (InP) आणि सिलिकॉन (Si) या दोन भौतिक प्रणालींची तुलना दर्शविते. इंडियमची दुर्मिळता InP ला Si पेक्षा अधिक महाग सामग्री बनवते. सिलिकॉन-आधारित सर्किट्समध्ये कमी एपिटॅक्सियल वाढ होत असल्याने, सिलिकॉन-आधारित सर्किट्सचे उत्पन्न सामान्यतः InP सर्किट्सपेक्षा जास्त असते. सिलिकॉन-आधारित सर्किट्समध्ये, जर्मेनियम (Ge), जे सहसा फक्त वापरले जातेफोटोडिटेक्टर(प्रकाश शोधक) साठी एपिटॅक्सियल वाढ आवश्यक आहे, तर InP सिस्टीममध्ये, अगदी निष्क्रिय वेव्हगाइड देखील एपिटॅक्सियल वाढीद्वारे तयार करणे आवश्यक आहे. एपिटॅक्सियल ग्रोथमध्ये एकल क्रिस्टल ग्रोथपेक्षा जास्त दोष घनता असते, जसे की क्रिस्टल पिंडापासून. InP वेव्हगाइड्समध्ये फक्त ट्रान्सव्हर्समध्ये उच्च अपवर्तक इंडेक्स कॉन्ट्रास्ट असतो, तर सिलिकॉन-आधारित वेव्हगाइड्समध्ये ट्रान्सव्हर्स आणि रेखांशामध्ये उच्च अपवर्तक इंडेक्स कॉन्ट्रास्ट असतो, ज्यामुळे सिलिकॉन-आधारित उपकरणे लहान झुकणारी त्रिज्या आणि इतर अधिक कॉम्पॅक्ट संरचना प्राप्त करण्यास अनुमती देतात. InGaAsP मध्ये थेट बँड अंतर आहे, तर Si आणि Ge मध्ये नाही. परिणामी, लेसर कार्यक्षमतेच्या दृष्टीने InP मटेरियल सिस्टम्स श्रेष्ठ आहेत. InP सिस्टीमचे आंतरिक ऑक्साइड Si, सिलिकॉन डायऑक्साइड (SiO2) च्या आंतरिक ऑक्साईड्सइतके स्थिर आणि मजबूत नसतात. सिलिकॉन हे InP पेक्षा मजबूत मटेरियल आहे, जे InP मधील 75 mm च्या तुलनेत 300 mm (लवकरच 450 mm पर्यंत श्रेणीसुधारित केले जाईल) मोठ्या वेफर आकाराच्या वापरास अनुमती देते. InPमॉड्युलेटरसामान्यतः क्वांटम-बंदिस्त स्टार्क प्रभावावर अवलंबून असतो, जो तापमानामुळे बँड एजच्या हालचालीमुळे तापमान-संवेदनशील असतो. याउलट, सिलिकॉन-आधारित मॉड्युलेटर्सचे तापमान अवलंबित्व फारच कमी आहे.

सिलिकॉन फोटोनिक्स तंत्रज्ञान सामान्यतः कमी किमतीच्या, कमी-श्रेणीच्या, उच्च-आवाज उत्पादनांसाठी (दर वर्षी 1 दशलक्षपेक्षा जास्त तुकडे) योग्य मानले जाते. याचे कारण असे की, मुखवटा पसरवण्यासाठी आणि विकास खर्चासाठी मोठ्या प्रमाणात वेफर क्षमतेची आवश्यकता असते हे सर्वमान्यपणे स्वीकारले जाते आणि तेसिलिकॉन फोटोनिक्स तंत्रज्ञानशहर-ते-शहर प्रादेशिक आणि लांब पल्ल्याच्या उत्पादन अनुप्रयोगांमध्ये लक्षणीय कामगिरी तोटे आहेत. प्रत्यक्षात मात्र उलटेच आहे. कमी किमतीच्या, कमी-श्रेणीतील, उच्च-उत्पन्न अनुप्रयोगांमध्ये, उभ्या पोकळी पृष्ठभाग-उत्सर्जक लेसर (VCSEL) आणिथेट-मॉड्युलेटेड लेसर (डीएमएल लेसर) : थेट मॉड्युलेटेड लेसर एक प्रचंड स्पर्धात्मक दबाव निर्माण करतो आणि सिलिकॉन-आधारित फोटोनिक तंत्रज्ञानाची कमकुवतता जी लेसर सहजपणे एकत्रित करू शकत नाही हे एक लक्षणीय नुकसान झाले आहे. याउलट, मेट्रो, लांब-अंतराच्या ऍप्लिकेशन्समध्ये, सिलिकॉन फोटोनिक्स तंत्रज्ञान आणि डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग (DSP) एकत्रित करण्याच्या प्राधान्यामुळे (जे बहुतेकदा उच्च तापमानाच्या वातावरणात असते), लेसर वेगळे करणे अधिक फायदेशीर आहे. याव्यतिरिक्त, सुसंगत शोध तंत्रज्ञान सिलिकॉन फोटोनिक्स तंत्रज्ञानाच्या उणीवा मोठ्या प्रमाणात भरून काढू शकते, जसे की गडद प्रवाह स्थानिक ऑसिलेटर फोटोकरंटपेक्षा खूपच लहान आहे. त्याच वेळी, मुखवटा आणि विकास खर्च कव्हर करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात वेफर क्षमता आवश्यक आहे असा विचार करणे देखील चुकीचे आहे, कारण सिलिकॉन फोटोनिक्स तंत्रज्ञान नोड आकार वापरते जे सर्वात प्रगत पूरक मेटल ऑक्साईड सेमीकंडक्टर (CMOS) पेक्षा खूप मोठे आहे. त्यामुळे आवश्यक मुखवटे आणि उत्पादन रन तुलनेने स्वस्त आहेत.