เวเฟอร์ LNOI (ลิเธียมไนโอเบตบนฉนวน) การตรวจจับโทรคมนาคมด้วยอิเล็กโทรออปติกสูง

คำอธิบายสั้น ๆ :

LNOI (Lithium Niobate on Insulator) เป็นแพลตฟอร์มที่เปลี่ยนแปลงวงการในนาโนโฟโตนิกส์ โดยผสานคุณสมบัติประสิทธิภาพสูงของลิเธียมไนโอเบตเข้ากับการประมวลผลที่เข้ากันได้กับซิลิกอนแบบปรับขนาดได้ โดยใช้ระเบียบวิธี Smart-Cut™ ที่ดัดแปลง ฟิล์ม LN บางๆ จะถูกแยกออกจากผลึกจำนวนมากและเชื่อมติดกับพื้นผิวฉนวน ทำให้เกิดสแต็กไฮบริดที่สามารถรองรับเทคโนโลยีออปติก RF และควอนตัมขั้นสูง


คุณสมบัติ

แผนภาพรายละเอียด

แอลเอ็นโอไอ 3
ลิเทียมไนโบ3-4

ภาพรวม

ภายในกล่องเวเฟอร์มีร่องสมมาตรซึ่งขนาดจะเท่ากันอย่างเคร่งครัดเพื่อรองรับทั้งสองด้านของเวเฟอร์ กล่องคริสตัลมักทำจากวัสดุพลาสติก PP โปร่งแสงซึ่งทนต่ออุณหภูมิ การสึกหรอ และไฟฟ้าสถิตย์ มีการใช้สารเติมแต่งที่มีสีต่างกันเพื่อแยกส่วนกระบวนการโลหะในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เนื่องจากขนาดคีย์ที่เล็กของเซมิคอนดักเตอร์ รูปแบบที่หนาแน่น และข้อกำหนดขนาดอนุภาคที่เข้มงวดมากในการผลิต กล่องเวเฟอร์จึงต้องรับประกันสภาพแวดล้อมที่สะอาดเพื่อเชื่อมต่อกับโพรงปฏิกิริยาของกล่องไมโครเอนไวรอนเมนต์ของเครื่องจักรการผลิตที่แตกต่างกัน

วิธีการผลิต

การผลิตเวเฟอร์ LNOI ประกอบด้วยขั้นตอนที่แม่นยำหลายขั้นตอน:

ขั้นตอนที่ 1: การฝังไอออนฮีเลียมไอออนของฮีเลียมจะถูกใส่เข้าไปในผลึก LN จำนวนมากโดยใช้เครื่องฝังไอออน ไอออนเหล่านี้จะฝังตัวอยู่ที่ความลึกเฉพาะ ทำให้เกิดระนาบที่อ่อนแอลง ซึ่งในที่สุดแล้วจะช่วยให้ฟิล์มหลุดออกได้

ขั้นตอนที่ 2: การก่อตัวของฐานรองเวเฟอร์ซิลิกอนหรือ LN แยกกันจะถูกออกซิไดซ์หรือเคลือบด้วย SiO2 โดยใช้ PECVD หรือการออกซิเดชันด้วยความร้อน พื้นผิวด้านบนถูกปรับระนาบเพื่อให้เกิดการยึดติดที่ดีที่สุด

ขั้นตอนที่ 3: การเชื่อม LN กับพื้นผิวผลึก LN ที่ฝังไอออนจะถูกพลิกและยึดติดกับเวเฟอร์ฐานโดยใช้การเชื่อมเวเฟอร์โดยตรง ในงานวิจัย เบนโซไซโคลบิวทีน (BCB) สามารถใช้เป็นกาวเพื่อลดความซับซ้อนในการยึดติดภายใต้เงื่อนไขที่ไม่เข้มงวดมากนัก

ขั้นตอนที่ 4: การบำบัดด้วยความร้อนและการแยกฟิล์มการอบอ่อนจะกระตุ้นให้เกิดฟองอากาศที่ความลึกที่ฝัง ทำให้ฟิล์มบาง (ชั้น LN ด้านบน) แยกตัวออกจากส่วนหลักได้ แรงทางกลจะถูกใช้เพื่อให้การผลัดเซลล์เสร็จสมบูรณ์

ขั้นตอนที่ 5: การขัดพื้นผิวการขัดด้วยสารเคมีเชิงกล (CMP) ใช้เพื่อปรับพื้นผิว LN ด้านบนให้เรียบ ช่วยเพิ่มคุณภาพทางแสงและผลผลิตของอุปกรณ์

พารามิเตอร์ทางเทคนิค

วัสดุ

ออฟติคอล ระดับ ลิเธียมไนโบร เวฟ(สีขาว or สีดำ)

คูรี ชั่วคราว

1142±0.7℃

การตัด มุม

X/Y/Z เป็นต้น

เส้นผ่านศูนย์กลาง/ขนาด

2”/3”/4” ±0.03มม.

โทล(±)

<0.20 มม. ±0.005 มม.

ความหนา

0.18~0.5มม. หรือมากกว่า

หลัก แบน

16มม./22มม./32มม.

ทีทีวี

<3ไมโครเมตร

โค้งคำนับ

-30

การบิดเบี้ยว

<40ไมโครเมตร

ปฐมนิเทศ แบน

มีทุกอย่างให้เลือก

พื้นผิว พิมพ์

ขัดด้านเดียว (SSP) / ขัดสองด้าน (DSP)

ขัดเงา ด้านข้าง Ra

<0.5นาโนเมตร

ส/ด

20/10

ขอบ เกณฑ์ R=0.2มม. ประเภทซี or จมูกวัว
คุณภาพ ฟรี of รอยแตก(ฟองอากาศ) และ สิ่งที่รวมอยู่)
ออฟติคอล ถูกใส่สารกระตุ้น แมกนีเซียม/เหล็ก/สังกะสี/MgO ฯลฯ สำหรับ ออปติคอล ระดับ แอลเอ็น เวเฟอร์ ต่อ ร้องขอ
เวเฟอร์ พื้นผิว เกณฑ์

ดัชนีหักเหแสง

No=2.2878/Ne=2.2033 @วิธีการเชื่อมต่อความยาวคลื่น/ปริซึม 632 นาโนเมตร

การปนเปื้อน,

ไม่มี

อนุภาค ค>0.3μ m

<=30

รอยขีดข่วน, บิ่น

ไม่มี

ข้อบกพร่อง

ขอบไม่มีรอยแตก รอยขีดข่วน รอยเลื่อย คราบ
บรรจุภัณฑ์

จำนวน/กล่องเวเฟอร์

กล่องละ 25 ชิ้น

กรณีการใช้งาน

เนื่องจากความคล่องตัวและประสิทธิภาพ LNOI จึงถูกนำไปใช้ในหลายอุตสาหกรรม:

โฟโตนิกส์:โมดูเลเตอร์ขนาดกะทัดรัด มัลติเพล็กเซอร์ และวงจรโฟโตนิกส์

RF/อะคูสติก:โมดูเลเตอร์อะคูสติกออปติก ฟิลเตอร์ RF

คอมพิวเตอร์ควอนตัม:เครื่องผสมความถี่แบบไม่เชิงเส้นและเครื่องกำเนิดคู่โฟตอน

การป้องกันประเทศและอวกาศ:ไจโรออปติคอลการสูญเสียต่ำ อุปกรณ์เปลี่ยนความถี่

อุปกรณ์ทางการแพทย์:ไบโอเซนเซอร์แบบออปติคอลและโพรบสัญญาณความถี่สูง

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: เหตุใดจึงเลือกใช้ LNOI มากกว่า SOI ในระบบออปติคัล

A:LNOI มีค่าสัมประสิทธิ์อิเล็กโทรออปติกที่เหนือกว่าและช่วงความโปร่งใสที่กว้างขึ้น ช่วยให้มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นในวงจรโฟโตนิกส์

 

ถาม: หลังจากแยกแล้ว CMP จะบังคับใช้หรือไม่?

A:ใช่ พื้นผิว LN ที่เปิดรับแสงจะมีความหยาบหลังจากการตัดไอออน และต้องได้รับการขัดเงาเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดระดับออปติคัล

ถาม: ขนาดเวเฟอร์สูงสุดที่สามารถใช้ได้คือเท่าไร?

A:เวเฟอร์ LNOI เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่จะมีขนาด 3” และ 4” แม้ว่าซัพพลายเออร์บางรายจะพัฒนาขนาด 6” อยู่ก็ตาม

 

ถาม: เลเยอร์ LN สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำหลังการแยกได้หรือไม่?

A:คริสตัลฐานสามารถขัดเงาและนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลายครั้ง ถึงแม้ว่าคุณภาพอาจลดลงหลังจากผ่านหลายรอบก็ตาม

 

ถาม: เวเฟอร์ LNOI เข้ากันได้กับการประมวลผล CMOS หรือไม่

A:ใช่แล้ว ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สอดคล้องกับกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ซับสเตรตซิลิกอน


  • ก่อนหน้า:
  • ต่อไป:

  • เขียนข้อความของคุณที่นี่และส่งถึงเรา