Wafer LNOI (Lithium Niobate pada Penebat) Telekomunikasi Mengesan Elektro-Optik Tinggi
Gambarajah Terperinci
Gambaran keseluruhan
Di dalam kotak wafer terdapat alur simetri, dimensi yang seragam ketat untuk menyokong kedua-dua belah wafer. Kotak kristal biasanya diperbuat daripada bahan PP plastik lut sinar yang tahan terhadap suhu, haus dan elektrik statik. Warna aditif yang berbeza digunakan untuk membezakan segmen proses logam dalam pengeluaran semikonduktor. Oleh kerana saiz kunci yang kecil bagi semikonduktor, corak padat, dan keperluan saiz zarah yang sangat ketat dalam pengeluaran, kotak wafer mesti dijamin persekitaran yang bersih untuk menyambung ke rongga tindak balas kotak persekitaran mikro mesin pengeluaran yang berbeza.
Metodologi Fabrikasi
Pembuatan wafer LNOI terdiri daripada beberapa langkah yang tepat:
Langkah 1: Implantasi Ion HeliumIon helium dimasukkan ke dalam kristal LN pukal menggunakan implanter ion. Ion-ion ini bersarang pada kedalaman tertentu, membentuk satah yang lemah yang akhirnya akan memudahkan detasmen filem.
Langkah 2: Pembentukan Substrat AsasSilikon atau wafer LN yang berasingan dioksidakan atau dilapisi dengan SiO2 menggunakan PECVD atau pengoksidaan terma. Permukaan atasnya direncanakan untuk ikatan optimum.
Langkah 3: Ikatan LN ke SubstratKristal LN yang ditanam ion dibalikkan dan dilekatkan pada wafer asas menggunakan ikatan wafer terus. Dalam tetapan penyelidikan, benzocyclobutene (BCB) boleh digunakan sebagai pelekat untuk memudahkan ikatan dalam keadaan yang kurang ketat.
Langkah 4: Rawatan Terma dan Pemisahan FilemPenyepuhlindapan mengaktifkan pembentukan gelembung pada kedalaman yang ditanam, membolehkan pemisahan filem nipis (lapisan LN atas) daripada pukal. Daya mekanikal digunakan untuk menyelesaikan pengelupasan.
Langkah 5: Penggilapan PermukaanPenggilapan Mekanikal Kimia (CMP) digunakan untuk melicinkan permukaan LN teratas, meningkatkan kualiti optik dan hasil peranti.
Parameter Teknikal
| bahan | Optik Gred LiNbO3 wafes (Putih or hitam) | |
| Curie Temp | 1142±0.7℃ | |
| Memotong sudut | X/Y/Z dsb | |
| Diameter/saiz | 2”/3”/4” ±0.03mm | |
| Tol(±) | <0.20 mm ±0.005mm | |
| Ketebalan | 0.18～0.5mm atau lebih | |
| utama rata | 16mm/22mm/32mm | |
| TTV | <3μm | |
| Tunduk | -30 | |
| meledingkan | <40μm | |
| Orientasi rata | Semua tersedia | |
| Permukaan taip | Digilap Sebelah Sebelah(SSP)/Sebelah Dua Digilap(DSP) | |
| Digilap sebelah Ra | <0.5nm | |
| S/D | 20/10 | |
| Tepi Kriteria | R=0.2mm Jenis C or Bullnose | |
| Kualiti | Percuma of retak (buih dan kemasukan) | |
| Optik didop | Mg/Fe/Zn/MgO dll untuk optik gred LN wafer per diminta | |
| wafer Permukaan Kriteria | Indeks biasan | No=2.2878/Ne=2.2033 @632nm panjang gelombang/ kaedah pengganding prisma. |
| Pencemaran, | tiada | |
| Zarah c>0.3μ m | <=30 | |
| calar, serpihan | tiada | |
| Kecacatan | Tiada rekahan tepi, calar, tanda gergaji, noda | |
| Pembungkusan | Kotak Kuantiti/Wafer | 25pcs setiap kotak |
Kes Penggunaan
Oleh kerana kepelbagaian dan prestasinya, LNOI digunakan dalam pelbagai industri:
Fotonik:Modulator padat, pemultipleks, dan litar fotonik.
RF/Akustik:Modulator acousto-optik, penapis RF.
Pengkomputeran Kuantum:Pengadun frekuensi tak linear dan penjana pasangan foton.
Pertahanan & Aeroangkasa:Gyros optik kehilangan rendah, peranti peralihan frekuensi.
Peranti Perubatan:Biosensor optik dan probe isyarat frekuensi tinggi.
Soalan Lazim
S: Mengapakah LNOI diutamakan berbanding SOI dalam sistem optik?
A:LNOI mempunyai pekali elektro-optik yang unggul dan julat ketelusan yang lebih luas, membolehkan prestasi yang lebih tinggi dalam litar fotonik.
S: Adakah CMP wajib selepas berpecah?
A:ya. Permukaan LN yang terdedah adalah kasar selepas penghirisan ion dan mesti digilap untuk memenuhi spesifikasi gred optik.
S: Apakah saiz wafer maksimum yang tersedia?
A:Wafer LNOI komersial adalah terutamanya 3" dan 4", walaupun sesetengah pembekal sedang membangunkan varian 6".
S: Bolehkah lapisan LN digunakan semula selepas pemisahan?
A:Kristal asas boleh digilap semula dan digunakan semula beberapa kali, walaupun kualiti mungkin merosot selepas beberapa kitaran.
S: Adakah wafer LNOI serasi dengan pemprosesan CMOS?
A:Ya, ia direka untuk sejajar dengan proses fabrikasi semikonduktor konvensional, terutamanya apabila substrat silikon digunakan.
