Zirkuitu integratu fotonikoen materialen sistemen konparaketa

Zirkuitu integratu fotonikoen materialen sistemen konparaketa
1. irudiak bi material-sistemen arteko konparaketa erakusten du: indio fosforoa (InP) eta silizioa (Si). Indioaren arrarotasunak InP material garestiagoa bihurtzen du Si baino. Silizioan oinarritutako zirkuituak hazkunde epitaxial gutxiago dutenez, silizioan oinarritutako zirkuituen etekina InP zirkuituena baino handiagoa izan ohi da. Silizioan oinarritutako zirkuituetan, germanioa (Ge), normalean...Fotodetektagailua(argi-detektagailuak), hazkunde epitaxiala behar du, InP sistemetan, uhin-gida pasiboak ere hazkunde epitaxialaren bidez prestatu behar diren bitartean. Hazkunde epitaxialak kristal bakarreko hazkundeak baino akats-dentsitate handiagoa izan ohi du, kristal-lingote batetik datorrena adibidez. InP uhin-gidek errefrakzio-indizearen kontraste handia dute zeharkako aldean bakarrik, siliziozko uhin-gidek, berriz, errefrakzio-indizearen kontraste handia dute zeharkako eta luzetarako aldean, eta horrek siliziozko gailuei tolestura-erradio txikiagoak eta beste egitura trinkoago batzuk lortzea ahalbidetzen die. InGaAsP-k banda-tarte zuzena du, Si eta Ge-k ez bezala. Ondorioz, InP material-sistemak hobeak dira laser-eraginkortasunari dagokionez. InP sistemen oxido intrintsekoak ez dira Si-ren oxido intrintsekoak, silizio dioxidoak (SiO2), bezain egonkorrak eta sendoak. Silizioa InP baino material sendoagoa da, eta horrek oblea-tamaina handiagoak erabiltzea ahalbidetzen du, hau da, 300 mm-tik (laster 450 mm-ra berrituko da) InP-ko 75 mm-rekin alderatuta. InPmodulatzaileaknormalean kuantu-konfinatutako Stark efektuaren menpe daude, tenperaturarekiko sentikorra dena tenperaturak eragindako banda-ertzaren mugimenduagatik. Aldiz, siliziozko modulatzaileen tenperaturarekiko menpekotasuna oso txikia da.

Siliziozko fotonika teknologia, oro har, kostu baxuko, irismen laburreko eta bolumen handiko produktuetarako bakarrik egokia dela uste da (urtean milioi bat pieza baino gehiago). Hau horrela da, oro har, onartzen baita oblea-ahalmen handia behar dela maskara eta garapen-kostuak banatzeko, etasiliziozko fotonika teknologiaerrendimendu desabantaila nabarmenak ditu hiritik hirirako eskualdeko eta distantzia luzeko produktuen aplikazioetan. Errealitatean, ordea, kontrakoa gertatzen da. Kostu baxuko, irismen laburreko eta errendimendu handiko aplikazioetan, barrunbe bertikaleko gainazaleko igorpen laserra (VCSEL) etazuzeneko modulazioko laserra (DML laserra) : laser modulatu zuzenak lehia-presio handia dakar, eta silizioan oinarritutako teknologia fotonikoaren ahultasuna, laserrak erraz integratu ezin dituena, desabantaila nabarmen bihurtu da. Aitzitik, metro-aplikazioetan eta distantzia luzeetan, siliziozko fotonika-teknologia eta seinale digitalaren prozesamendua (DSP) elkarrekin integratzeko lehentasuna dela eta (askotan tenperatura altuko inguruneetan gertatzen dena), abantailagarriagoa da laserra bereiztea. Gainera, detekzio koherenteko teknologiak neurri handi batean konpentsatu ditzake siliziozko fotonika-teknologiaren gabeziak, hala nola korronte iluna osziladore lokalaren fotokorrontea baino askoz txikiagoa delako arazoa. Aldi berean, okerra da pentsatzea oblea-ahalmen handia behar dela maskara- eta garapen-kostuak estaltzeko, siliziozko fotonika-teknologiak CMOS (Complementar Metal Oxide Erdieroale) aurreratuenak baino askoz handiagoak diren nodo-tamainak erabiltzen baititu, beraz, beharrezko maskarak eta ekoizpen-serieak nahiko merkeak dira.