Zirkuitu integratu fotonikoen materialen sistemen konparaketa

Zirkuitu integratu fotonikoen materialen sistemen konparaketa
1. irudiak bi materialen sistemaren konparazioa erakusten du, indio fosforoa (InP) eta silizioa (Si). Indioaren arraroak InP Si baino material garestiagoa bihurtzen du. Silizioan oinarritutako zirkuituek hazkunde epitaxial txikiagoa dakartenez, silizioan oinarritutako zirkuituen etekina InP zirkuituena baino handiagoa izan ohi da. Silizioan oinarritutako zirkuituetan, germanioa (Ge), normalean soilik erabiltzen denaFotodetektagailua(argi-detektagailuak), hazkunde epitaxiala eskatzen du, InP sistemetan, berriz, uhin-gida pasiboak ere hazkunde epitaxialaren bidez prestatu behar dira. Hazkunde epitaxialak kristal bakarreko hazkuntzak baino akats-dentsitate handiagoa izan ohi du, adibidez kristalezko lingote batetik. InP uhin-gidak errefrakzio-indizearen kontraste handia dute zeharkakoan bakarrik, silizioan oinarritutako uhin-gidak, berriz, errefrakzio-indizearen kontraste handia dute zeharkakoan eta luzetan, eta horri esker, silizioan oinarritutako gailuek bihurgune-erradio txikiagoak eta beste egitura trinkoagoak lor ditzakete. InGaAsP-k banda-hutsune zuzena du, Si eta Ge, berriz, ez. Ondorioz, InP material-sistemak hobeak dira laser-eraginkortasunari dagokionez. InP sistemen berezko oxidoak ez dira Si, silizio dioxidoaren (SiO2) oxido intrintsekoak bezain egonkorrak eta sendoak. Silizioa InP baino material sendoagoa da, obleen tamaina handiagoak erabiltzeko aukera ematen du, hau da, 300 mm-tik (laster 450 mm-ra igoko da) InP-en 75 mm-ekin alderatuta. InPmodulatzaileaknormalean, Stark efektu kuantikoaren araberakoa da, tenperatura-sentikorra baita tenperaturak eragindako banda-ertz-mugimenduaren ondorioz. Aitzitik, silizioan oinarritutako modulagailuen tenperaturaren menpekotasuna oso txikia da.

Silizio fotonikaren teknologia, oro har, kostu baxuko, irismen laburreko eta bolumen handiko produktuetarako (milioi bat pieza baino gehiago urtean) egokia da. Hau da, oso onartua dagoelako obleen ahalmen handia behar dela maskara eta garapen kostuak zabaltzeko, etasilizio fotonika teknologiaErrendimendu desabantaila handiak ditu hiriz hiri eskualdeko eta distantzia luzeko produktuen aplikazioetan. Errealitatean, ordea, alderantziz gertatzen da. Kostu baxuko, irismen laburreko eta errendimendu handiko aplikazioetan, barrunbe bertikaleko gainazal-igorpen laserra (VCSEL) etazuzen-modulatutako laserra (DML laserra) : zuzenean modulatutako laserrak lehiakortasun-presio handia eragiten du, eta laserrak erraz integratu ezin dituen silizioan oinarritutako teknologia fotonikoaren ahultasuna desabantaila nabarmena bihurtu da. Aitzitik, metroan, distantzia luzeko aplikazioetan, silizio fotonika teknologia eta seinale digitala prozesatzeko (DSP) elkarrekin integratzeko lehentasuna dela eta (tenperatura handiko inguruneetan izaten dena), abantailatsuagoa da laserra bereiztea. Gainera, detekzio koherentearen teknologiak silizio fotonikaren teknologiaren gabeziak konpentsa ditzake neurri handi batean, hala nola, korronte iluna tokiko osziladore fotokorrontearena baino askoz txikiagoa den arazoa. Aldi berean, maskara eta garapen kostuak estaltzeko obleen edukiera handia behar dela pentsatzea ere okerra da, silizio fotonikaren teknologiak metal oxidoaren erdieroale osagarri aurreratuenak (CMOS) baino askoz handiagoak diren nodoen tamainak erabiltzen dituelako. beraz, beharrezkoak diren maskarak eta ekoizpen-ibilbideak nahiko merkeak dira.