फोटॉनिक इंटिग्रेटेड सर्किट (पीआयसी) मटेरियल सिस्टम

फोटॉनिक इंटिग्रेटेड सर्किट (पीआयसी) मटेरियल सिस्टम

सिलिकॉन फोटॉनिक्स ही एक शिस्त आहे जी विविध कार्ये साध्य करण्यासाठी सिलिकॉन सामग्रीवर आधारित प्लॅनर स्ट्रक्चर्सचा वापर करते. आम्ही फायबर ऑप्टिक कम्युनिकेशन्ससाठी ट्रान्समीटर आणि रिसीव्हर्स तयार करण्याच्या सिलिकॉन फोटॉनिक्सच्या अनुप्रयोगावर येथे लक्ष केंद्रित करतो. दिलेल्या बँडविड्थमध्ये अधिक ट्रान्समिशन जोडण्याची आवश्यकता असल्याने, दिलेल्या पदचिन्ह आणि दिलेल्या किंमतीत वाढ, सिलिकॉन फोटॉनिक्स अधिक आर्थिकदृष्ट्या योग्य बनतात. ऑप्टिकल भागासाठी,फोटॉनिक एकत्रीकरण तंत्रज्ञानवापरणे आवश्यक आहे आणि आज सर्वात सुसंगत ट्रान्सीव्हर्स स्वतंत्र लिनबो 3/ प्लानर लाइट-वेव्ह सर्किट (पीएलसी) मॉड्युलेटर आणि आयएनपी/ पीएलसी रिसीव्हर्स वापरुन तयार केले आहेत.

आकृती 1: सामान्यत: वापरलेल्या फोटॉनिक इंटिग्रेटेड सर्किट (पीआयसी) मटेरियल सिस्टम दर्शविते.

आकृती 1 सर्वात लोकप्रिय पीआयसी मटेरियल सिस्टम दर्शविते. डावीकडून उजवीकडे सिलिकॉन-आधारित सिलिका पिक (ज्याला पीएलसी म्हणून ओळखले जाते), सिलिकॉन-आधारित इन्सुलेटर पीआयसी (सिलिकॉन फोटॉनिक्स), लिथियम निओबेट (लिनबो 3) आणि आयआयआय-व्ही ग्रुप पीआयसी, जसे की आयएनपी आणि जीएएएस आहेत. हे पेपर सिलिकॉन-आधारित फोटॉनिक्सवर लक्ष केंद्रित करते. मध्येसिलिकॉन फोटॉनिक्स, लाइट सिग्नल प्रामुख्याने सिलिकॉनमध्ये प्रवास करतो, ज्यामध्ये अप्रत्यक्ष बँड अंतर 1.12 इलेक्ट्रॉन व्होल्ट (1.1 मायक्रॉनच्या तरंगलांबीसह) आहे. सिलिकॉन फर्नेसेसमध्ये शुद्ध क्रिस्टल्सच्या स्वरूपात घेतले जाते आणि नंतर वेफर्समध्ये कापले जाते, जे आज सामान्यत: 300 मिमी व्यासाचे असते. सिलिका थर तयार करण्यासाठी वेफर पृष्ठभाग ऑक्सिडाइझ केले जाते. वेफर्सपैकी एकाने हायड्रोजन अणूंनी एका विशिष्ट खोलीवर बोंब मारले आहे. त्यानंतर दोन वेफर्स व्हॅक्यूममध्ये फ्यूज केले जातात आणि त्यांचे ऑक्साईड लेयर्स एकमेकांना बॉन्ड करतात. हायड्रोजन आयन इम्प्लांटेशन लाइनसह असेंब्ली ब्रेक होते. त्यानंतर क्रॅकवरील सिलिकॉन थर पॉलिश केला जातो, अखेरीस सिलिकाच्या थराच्या वरच्या बाजूला अखंड सिलिकॉन “हँडल” वेफरच्या वर क्रिस्टलीय सीचा पातळ थर सोडला. या पातळ क्रिस्टलीय थरातून वेव्हगॉइड्स तयार होतात. हे सिलिकॉन-आधारित इन्सुलेटर (एसओआय) वेफर्स कमी-तोटा सिलिकॉन फोटॉनिक्स वेव्हगॉइड्स शक्य करतात, परंतु ते कमी प्रमाणात कमी गळतीच्या प्रवाहामुळे कमी-पॉवर सीएमओएस सर्किटमध्ये अधिक सामान्यपणे वापरले जातात.

आकृती 2 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे सिलिकॉन-आधारित ऑप्टिकल वेव्हगॉइड्सचे बरेच संभाव्य प्रकार आहेत. ते मायक्रोस्केल जर्मेनियम-डोप्ड सिलिका वेव्हगॉइड्सपासून नॅनोस्केल सिलिकॉन वायर वेव्हगॉइड्स पर्यंत आहेत. जर्मेनियमचे मिश्रण करून, हे करणे शक्य आहेफोटोडेटेक्टरआणि विद्युत शोषणमॉड्युलेटर, आणि शक्यतो अगदी ऑप्टिकल एम्पलीफायर. सिलिकॉन डोपिंग करून, एकऑप्टिकल मॉड्युलेटरबनविले जाऊ शकते. डावीकडून उजवीकडे तळाशी आहेत: सिलिकॉन वायर वेव्हगुइड, सिलिकॉन नायट्राइड वेव्हगुइड, सिलिकॉन ऑक्सिनिट्राइड वेव्हगुइड, जाड सिलिकॉन रिज वेव्हगुइड, पातळ सिलिकॉन नायट्राइड वेव्हगुइड आणि डोप्ड सिलिकॉन वेव्हगुइड. वरच्या बाजूला, डावीकडून उजवीकडे, कमी मॉड्युलेटर, जर्मेनियम फोटोडेटेक्टर आणि जर्मेनियम आहेतऑप्टिकल एम्पलीफायर.

आकृती 2: सिलिकॉन-आधारित ऑप्टिकल वेव्हगुइड मालिकेचे क्रॉस-सेक्शन, विशिष्ट प्रसार तोटा आणि अपवर्तक निर्देशांक दर्शवित आहेत.