ફોટોનિક ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ (પીઆઈસી) સામગ્રી સિસ્ટમ

ફોટોનિક ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ (પીઆઈસી) સામગ્રી સિસ્ટમ

સિલિકોન ફોટોનિક્સ એ એક શિસ્ત છે જે વિવિધ કાર્યોને પ્રાપ્ત કરવા માટે પ્રકાશ પ્રકાશ માટે સિલિકોન સામગ્રીના આધારે પ્લાનર સ્ટ્રક્ચર્સનો ઉપયોગ કરે છે. અમે અહીં ફાઇબર ઓપ્ટિક કમ્યુનિકેશન્સ માટે ટ્રાન્સમિટર્સ અને રીસીવરો બનાવવા માટે સિલિકોન ફોટોનિક્સની એપ્લિકેશન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીએ છીએ. આપેલ બેન્ડવિડ્થ, આપેલ પગલા અને આપેલ ખર્ચમાં વધારો પર વધુ ટ્રાન્સમિશન ઉમેરવાની જરૂરિયાત, સિલિકોન ફોટોનિક્સ વધુ આર્થિક રીતે અવાજ કરે છે. ઓપ્ટિકલ ભાગ માટે,ફોટો એકીકરણ તકનીકઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે, અને મોટાભાગના સુસંગત ટ્રાન્સસીવર્સ આજે અલગ LINBO3/ પ્લાનર લાઇટ-વેવ સર્કિટ (પીએલસી) મોડ્યુલેટર અને આઈએનપી/ પીએલસી રીસીવરોનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવ્યા છે.

આકૃતિ 1: સામાન્ય રીતે વપરાયેલ ફોટોનિક ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ (પીઆઈસી) મટિરિયલ સિસ્ટમ્સ બતાવે છે.

આકૃતિ 1 સૌથી લોકપ્રિય પીઆઈસી મટિરિયલ સિસ્ટમ્સ બતાવે છે. ડાબેથી જમણે સિલિકોન-આધારિત સિલિકા પીઆઈસી (જેને પીએલસી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે), સિલિકોન આધારિત ઇન્સ્યુલેટર પીઆઈસી (સિલિકોન ફોટોનિક્સ), લિથિયમ નિઓબેટ (LINBO3), અને III-V ગ્રુપ પીઆઈસી, જેમ કે INP અને GAAS છે. આ કાગળ સિલિકોન આધારિત ફોટોનિક્સ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. માંસિલિકોન ફોટોનિક્સ, લાઇટ સિગ્નલ મુખ્યત્વે સિલિકોનમાં પ્રવાસ કરે છે, જેમાં 1.12 ઇલેક્ટ્રોન વોલ્ટ (1.1 માઇક્રોનની તરંગલંબાઇ સાથે) ની પરોક્ષ બેન્ડ ગેપ છે. સિલિકોન ભઠ્ઠીઓમાં શુદ્ધ સ્ફટિકોના રૂપમાં ઉગાડવામાં આવે છે અને પછી વેફરમાં કાપવામાં આવે છે, જે આજે સામાન્ય રીતે 300 મીમી વ્યાસ છે. વેફર સપાટીને સિલિકા સ્તર બનાવવા માટે ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં આવે છે. એક વેફર્સને હાઇડ્રોજન અણુઓથી ચોક્કસ depth ંડાઈ સુધી બોમ્બમારો કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ બે વેફર એક શૂન્યાવકાશમાં ભળી જાય છે અને તેમના ox કસાઈડ સ્તરો એકબીજાને બોન્ડ કરે છે. એસેમ્બલી હાઇડ્રોજન આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન લાઇન સાથે તૂટી જાય છે. તિરાડ પર સિલિકોન સ્તર પછી પોલિશ્ડ થાય છે, આખરે સિલિકા સ્તરની ટોચ પર અખંડ સિલિકોન "હેન્ડલ" વેફરની ટોચ પર સ્ફટિકીય સીનો પાતળો સ્તર છોડી દે છે. આ પાતળા સ્ફટિકીય સ્તરમાંથી વેવગાઇડ્સ રચાય છે. જ્યારે આ સિલિકોન-આધારિત ઇન્સ્યુલેટર (એસઓઆઈ) વેફર લો-લોસ સિલિકોન ફોટોનિક્સ વેવગાઇડ્સને શક્ય બનાવે છે, તેઓ ખરેખર ઓછા-પાવર સીએમઓએસ સર્કિટમાં વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે કારણ કે તેઓ પ્રદાન કરે છે તે ઓછા લિકેજ વર્તમાનને કારણે.

સિલિકોન આધારિત opt પ્ટિકલ વેવગાઇડ્સના ઘણા સંભવિત સ્વરૂપો છે, જેમ કે આકૃતિ 2 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. તેઓ માઇક્રોસ્કેલ જર્મનિયમ-ડોપડ સિલિકા વેવગાઇડ્સથી નેનોસ્કેલ સિલિકોન વાયર વેવગાઇડ્સ સુધીની છે. જર્મનિયમનું મિશ્રણ કરીને, તે બનાવવાનું શક્ય છેફોટોોડેક્ટીઓઅને વિદ્યુત શોષણવિપુલ, અને સંભવત. ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર્સ પણ. ડોપિંગ સિલિકોન દ્વારા, એકticalપ્ટિકલ મોડ્યુલેટરબનાવી શકાય છે. ડાબેથી જમણે તળિયે છે: સિલિકોન વાયર વેવગાઇડ, સિલિકોન નાઇટ્રાઇડ વેવગાઇડ, સિલિકોન ox ક્સિનીટ્રાઇડ વેવગાઇડ, જાડા સિલિકોન રિજ વેવગાઇડ, પાતળા સિલિકોન નાઇટ્રાઇડ વેવગાઇડ અને ડોપ કરેલા સિલિકોન વેવગાઇડ. ટોચ પર, ડાબેથી જમણે, અવક્ષય મોડ્યુલેટર, જર્મનિયમ ફોટોોડેક્ટર્સ અને જર્મન છેઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર્સ.

આકૃતિ 2: સિલિકોન આધારિત opt પ્ટિકલ વેવગાઇડ શ્રેણીનો ક્રોસ-સેક્શન, લાક્ષણિક પ્રસાર નુકસાન અને રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો દર્શાવે છે.