Вафери 8-дюймаи LNOI (LiNbO3 дар изолятор) барои модуляторҳои оптикӣ, роҳнамоҳои мавҷӣ, схемаҳои интегралӣ
Диаграммаи муфассал
Муқаддима
Вафлиҳои литий-ниобати рӯи изолятор (LNOI) маводи муосире мебошанд, ки дар барномаҳои гуногуни пешрафтаи оптикӣ ва электронӣ истифода мешаванд. Ин вафлиҳо бо роҳи интиқол додани қабати тунуки ниобати литий (LiNbO₃) ба зеризаминии изолятсиякунанда, одатан силикон ё дигар маводи мувофиқ, бо истифода аз усулҳои мураккаб ба монанди имплантатсияи ион ва пайваст кардани вафлиҳо истеҳсол карда мешаванд. Технологияи LNOI бо технологияи вафлиҳои силикон-и рӯи изолятор (SOI) шабоҳатҳои зиёде дорад, аммо аз хосиятҳои беназири оптикии ниобати литий, маводе, ки бо хусусиятҳои пьезоэлектрикӣ, пироэлектрикӣ ва ғайрихаттии оптикии худ машҳур аст, истифода мебарад.
Пластинаҳои LNOI дар соҳаҳо ба монанди оптикаи ҳамгирошуда, телекоммуникатсия ва ҳисоббарории квантӣ таваҷҷӯҳи зиёдро ба худ ҷалб кардаанд, зеро онҳо дар барномаҳои басомади баланд ва суръати баланд самаранокии баланд доранд. Пластинаҳо бо истифода аз техникаи "Smart-cut" истеҳсол карда мешаванд, ки имкон медиҳад ғафсии плёнкаи тунуки ниобати литийро дақиқ назорат кунед ва кафолат диҳед, ки пластинаҳо ба хусусиятҳои зарурӣ барои барномаҳои гуногун мувофиқат мекунанд.
Принсип
Раванди эҷоди вафли LNOI бо кристалли ниобати литийи калон оғоз мешавад. Кристалл имплантатсияи ионро аз сар мегузаронад, ки дар он ионҳои гелийи энергияи баланд ба сатҳи кристалли ниобати литий ворид карда мешаванд. Ин ионҳо ба кристалл то чуқурии муайян ворид шуда, сохтори кристаллро халалдор мекунанд ва сатҳи нозукеро ба вуҷуд меоранд, ки баъдтар метавонад барои ҷудо кардани кристалл ба қабатҳои тунук истифода шавад. Энергияи мушаххаси ионҳои гелий чуқурии имплантатсияро назорат мекунад, ки мустақиман ба ғафсии қабати ниҳоии ниобати литий таъсир мерасонад.
Пас аз имплантатсияи ион, кристалли ниобати литий бо истифода аз усуле, ки пайванди вафлӣ номида мешавад, ба субстрат пайваст карда мешавад. Раванди пайвасткунӣ одатан усули пайванди мустақимро истифода мебарад, ки дар он ду сатҳ (кристали ниобати литийи бо ион имплантатсияшуда ва субстрат) дар зери ҳарорат ва фишори баланд барои эҷоди пайванди қавӣ ба ҳам фишурда мешаванд. Дар баъзе ҳолатҳо, маводи часпак ба монанди бензоциклобутен (BCB) метавонад барои дастгирии иловагӣ истифода шавад.
Пас аз пайвастшавӣ, пластина раванди тафсонданро барои барқарор кардани ҳама гуна зараре, ки аз имплантатсияи ион ба вуҷуд омадааст ва барои беҳтар кардани пайванди байни қабатҳо, мегузаронад. Раванди тафсондан инчунин ба қабати тунуки ниобати литий кӯмак мекунад, ки аз кристалли аслӣ ҷудо шавад ва қабати тунуки баландсифати ниобати литий боқӣ мемонад, ки онро барои истеҳсоли дастгоҳ истифода бурдан мумкин аст.
Мушаххасот
Пластинаҳои LNOI бо якчанд хусусиятҳои муҳим тавсиф мешаванд, ки мувофиқати онҳоро барои барномаҳои баландсифат таъмин мекунанд. Инҳо иборатанд аз:
Мушаххасоти мавод
| Мавод | Мушаххасот |
| Мавод | Якхела: LiNbO3 |
| Сифати мавод | Ҳубобчаҳо ё дохилшавӣ <100μm |
| Самтгирӣ | Буриши Y ±0.2° |
| Зичӣ | 4.65 г/см³ |
| Ҳарорати Кюри | 1142 ±1°C |
| Шаффофият | >95% дар диапазони 450-700 нм (ғафсии 10 мм) |
Мушаххасоти истеҳсолӣ
| Параметр | Мушаххасот |
| Диаметр | 150 мм ±0.2 мм |
| Ғафсӣ | 350 мкм ±10 мкм |
| Ҳамворӣ | <1.3 мкм |
| Тағйирёбии ғафсии умумӣ (TTV) | Деворп <70 мкм дар вафли 150 мм |
| Тағйирёбии ғафсии маҳаллӣ (LTV) | <70 мкм @ лавҳаи 150 мм |
| Ноҳамворӣ | Rq ≤0.5 нм (арзиши RMS AFM) |
| Сифати сатҳ | 40-20 |
| Зарраҳо (ҷудошаванда нестанд) | Зарраҳои 100-200 мкм ≤3 |
| Чипсҳо | <300 мкм (вафери пурра, минтақаи истисноӣ нест) |
| Тарқишҳо | Бе тарқиш (вафли пурра) |
| Олудашавӣ | Доғҳои тозанашаванда надоранд (вафли пурра) |
| Параллелизм | <30 сония камон |
| Ҳавзаи истинодии самт (меҳвари X) | 47 ±2 мм |
Барномаҳо
Пластинаҳои LNOI аз сабаби хосиятҳои беназири худ, бахусус дар соҳаҳои фотоника, телекоммуникатсия ва технологияҳои квантӣ, дар доираи васеи барномаҳо истифода мешаванд. Баъзе аз барномаҳои калидӣ инҳоянд:
Оптикаи ҳамгирошуда:Пластинаҳои LNOI ба таври васеъ дар схемаҳои оптикии интегралӣ истифода мешаванд, ки дар онҳо дастгоҳҳои фотонии баландсифат, аз қабили модуляторҳо, роҳнамоҳои мавҷ ва резонаторҳоро имкон медиҳанд. Хусусиятҳои баланди оптикии ғайрихаттии ниобати литий онро барои барномаҳое, ки ба коркарди самараноки рӯшноӣ ниёз доранд, интихоби аъло мегардонанд.
Телекоммуникатсия:Пластинаҳои LNOI дар модуляторҳои оптикӣ истифода мешаванд, ки ҷузъҳои муҳим дар системаҳои алоқаи баландсуръат, аз ҷумла шабакаҳои нахи оптикӣ мебошанд. Қобилияти модулятсияи рӯшноӣ дар басомадҳои баланд пластинаҳои LNOI-ро барои системаҳои муосири телекоммуникатсионӣ беҳтарин мегардонад.
Ҳисоббарории квантӣ:Дар технологияҳои квантӣ, пластинаҳои LNOI барои истеҳсоли ҷузъҳо барои компютерҳои квантӣ ва системаҳои алоқаи квантӣ истифода мешаванд. Хусусиятҳои оптикии ғайрихаттии LNOI барои эҷоди ҷуфтҳои фотони печида истифода мешаванд, ки барои тақсимоти калидҳои квантӣ ва криптографияи квантӣ муҳиманд.
Сенсорҳо:Пластинаҳои LNOI дар барномаҳои гуногуни сенсорӣ, аз ҷумла сенсорҳои оптикӣ ва акустикӣ, истифода мешаванд. Қобилияти онҳо барои ҳамкорӣ бо рӯшноӣ ва садо онҳоро барои намудҳои гуногуни технологияҳои сенсорӣ чандир мегардонад.
Саволҳои зиёд такрормешуда
Q:Технологияи LNOI чист?
Технологияи A:LNOI интиқоли плёнкаи тунуки ниобати литийро ба субстрати изолятсионии литий, ки одатан кремний аст, дар бар мегирад. Ин технология аз хосиятҳои беназири ниобати литий, аз қабили хусусиятҳои баланди оптикии ғайрихаттӣ, пьезоэлектрикӣ ва пироэлектрикӣ, истифода мебарад, ки онро барои оптика ва телекоммуникатсияи ҳамгирошуда беҳтарин мегардонад.
Q:Фарқи байни вафлиҳои LNOI ва SOI чист?
A: Ҳам вафлиҳои LNOI ва ҳам SOI аз он ҷиҳат монанданд, ки онҳо аз қабати тунуки маводе иборатанд, ки ба субстрат пайваст карда шудаанд. Аммо, вафлиҳои LNOI ҳамчун маводи плёнкаи тунук аз ниобати литий истифода мебаранд, дар ҳоле ки вафлиҳои SOI аз силикон истифода мебаранд. Тафовути асосӣ дар хосиятҳои маводи плёнкаи тунук аст, ки LNOI хосиятҳои оптикӣ ва пьезоэлектрикии аълоро пешниҳод мекунад.
Q:Афзалиятҳои истифодаи вафлиҳои LNOI кадомҳоянд?
A: Бартариҳои асосии пластинаҳои LNOI хосиятҳои аълои оптикии онҳо, аз қабили коэффитсиентҳои баланди оптикии ғайрихаттӣ ва қувваи механикии онҳоро дар бар мегиранд. Ин хусусиятҳо пластинаҳои LNOI-ро барои истифода дар барномаҳои баландсуръат, баландбасомад ва квантӣ беҳтарин мегардонанд.
Q:Оё пластинаҳои LNOI метавонанд барои барномаҳои квантӣ истифода шаванд?
Ҷ: Бале, пластинаҳои LNOI дар технологияҳои квантӣ ба таври васеъ истифода мешаванд, зеро онҳо қобилияти тавлиди ҷуфтҳои фотони печида ва мутобиқати онҳо бо фотоникаи ҳамгирошуда доранд. Ин хосиятҳо барои истифода дар ҳисоббарории квантӣ, коммуникатсия ва криптография муҳиманд.
Q:Ғафсии маъмулии плёнкаҳои LNOI чанд аст?
A: Ғафсии плёнкаҳои LNOI одатан аз чандсад нанометр то якчанд микрометрро ташкил медиҳад, вобаста ба татбиқи мушаххас. Ғафсӣ ҳангоми раванди имплантатсияи ионҳо назорат карда мешавад.
