Фотонды интегралды схемалық материалдар жүйелерін салыстыру

Фотонды интегралды схемалық материалдар жүйелерін салыстыру
1-суретте индий фосфоры (InP) және кремний (Si) екі материалдық жүйенің салыстырылуы көрсетілген. Индийдің сирек болуы InP-ті Si қарағанда қымбат материал етеді. Кремний негізіндегі схемалар эпитаксиалды өсуді аз қамтитындықтан, кремний негізіндегі тізбектердің кірістілігі әдетте InP схемаларына қарағанда жоғары болады. Кремний негізіндегі схемаларда әдетте тек қана қолданылатын германий (Ge).Фотодетектор(жарық детекторлары), эпитаксиалды өсуді қажет етеді, ал InP жүйелерінде тіпті пассивті толқын өткізгіштер эпитаксиалды өсу арқылы дайындалуы керек. Эпитаксиалды өсу кристалдық құйма сияқты монокристалды өсіндіге қарағанда жоғары ақау тығыздығына ие болады. InP толқын өткізгіштері тек көлденең бағытта жоғары сыну көрсеткішіне ие, ал кремний негізіндегі толқын өткізгіштер көлденең және бойлық бағытта жоғары сыну көрсеткішіне ие, бұл кремний негізіндегі құрылғыларға кішірек иілу радиустарына және басқа да ықшам құрылымдарға қол жеткізуге мүмкіндік береді. InGaAsP-де тікелей диапазон бар, ал Si және Ge-де жоқ. Нәтижесінде, InP материал жүйелері лазерлік тиімділік тұрғысынан жоғары. InP жүйелерінің меншікті оксидтері Si, кремний диоксиді (SiO2) меншікті оксидтері сияқты тұрақты және берік емес. Кремний InP-ге қарағанда берік материал болып табылады, ол үлкенірек пластинаның өлшемдерін, яғни InP-дегі 75 мм-мен салыстырғанда 300 мм-ден (жақында 450 мм-ге дейін жаңартылады) пайдалануға мүмкіндік береді. InPмодуляторларәдетте кванттық шектелген Старк әсеріне байланысты, ол температура әсерінен жолақ жиегі қозғалысына байланысты температураға сезімтал. Керісінше, кремний негізіндегі модуляторлардың температураға тәуелділігі өте аз.

Кремний фотоникасы технологиясы әдетте арзан, қысқа мерзімді, жоғары көлемді өнімдерге (жылына 1 миллион данадан астам) жарамды деп саналады. Себебі, масканы тарату және әзірлеу шығындары үшін вафель сыйымдылығының үлкен көлемі қажет екендігі кеңінен қабылданған жәнекремний фотоникасы технологиясықаладан қалаға аймақтық және ұзақ қашықтыққа өнімді қолдануда айтарлықтай өнімділік кемшіліктері бар. Ал, шын мәнінде, керісінше. Құны аз, қысқа қашықтықтағы, жоғары өнімді қолданбаларда, тік қуысты беттік сәулелену лазері (VCSEL) жәнетікелей модуляцияланған лазер (DML лазері): тікелей модуляцияланған лазер үлкен бәсекелестік қысымды тудырады және лазерлерді оңай біріктіре алмайтын кремний негізіндегі фотонды технологияның әлсіздігі айтарлықтай кемшілікке айналды. Керісінше, метродағы, қалааралық қолданбаларда кремний фотоникасы технологиясы мен цифрлық сигналды өңдеуді (DSP) біріктіруді (көбінесе жоғары температуралы орталарда) біріктіруге байланысты лазерді бөлу тиімдірек. Сонымен қатар, когерентті анықтау технологиясы кремний фотоникасы технологиясының кемшіліктерін едәуір дәрежеде толтыра алады, мысалы, қараңғы ток жергілікті осциллятор фототокынан әлдеқайда аз. Сонымен қатар, маска және әзірлеу шығындарын жабу үшін пластинаның үлкен көлемі қажет деп ойлау да дұрыс емес, өйткені кремний фотоникасы технологиясы ең жетілдірілген қосымша металл оксиді жартылай өткізгіштерінен (CMOS) әлдеқайда үлкен түйін өлшемдерін пайдаланады, сондықтан қажетті маскалар мен өндірістер салыстырмалы түрде арзан.