फोटोनिक एकीकृत सर्किट सामग्री प्रणालियों की तुलना

फोटोनिक एकीकृत सर्किट सामग्री प्रणालियों की तुलना
चित्रा 1 दो सामग्री प्रणालियों, इंडियम फास्फोरस (INP) और सिलिकॉन (SI) की तुलना दिखाता है। Indium की दुर्लभता INP SI की तुलना में अधिक महंगी सामग्री बनाती है। क्योंकि सिलिकॉन-आधारित सर्किट में कम एपिटैक्सियल वृद्धि शामिल होती है, सिलिकॉन-आधारित सर्किट की उपज आमतौर पर INP सर्किट की तुलना में अधिक होती है। सिलिकॉन-आधारित सर्किट में, जर्मेनियम (जीई), जो आमतौर पर केवल उपयोग किया जाता हैफोटोडिटेक्टर(प्रकाश डिटेक्टर), एपिटैक्सियल ग्रोथ की आवश्यकता होती है, जबकि INP सिस्टम में, यहां तक ​​कि निष्क्रिय वेवगाइड्स को एपिटैक्सियल ग्रोथ द्वारा तैयार किया जाना चाहिए। एपिटैक्सियल ग्रोथ में एकल क्रिस्टल ग्रोथ की तुलना में अधिक दोष घनत्व होता है, जैसे कि क्रिस्टल इंगॉट से। INP वेवगाइड्स में केवल अनुप्रस्थ में उच्च अपवर्तक सूचकांक विपरीत होता है, जबकि सिलिकॉन-आधारित वेवगाइड्स में अनुप्रस्थ और अनुदैर्ध्य दोनों में उच्च अपवर्तक सूचकांक विपरीत होता है, जो सिलिकॉन-आधारित उपकरणों को छोटे झुकने वाली रेडी और अन्य अधिक कॉम्पैक्ट संरचनाओं को प्राप्त करने की अनुमति देता है। INGAASP में एक सीधा बैंड गैप है, जबकि SI और GE नहीं। नतीजतन, INP सामग्री प्रणाली लेजर दक्षता के मामले में बेहतर हैं। INP सिस्टम के आंतरिक ऑक्साइड SI, सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2) के आंतरिक ऑक्साइड के रूप में स्थिर और मजबूत नहीं हैं। सिलिकॉन INP की तुलना में एक मजबूत सामग्री है, जो INP में 75 मिमी की तुलना में 300 मिमी (जल्द ही 450 मिमी में अपग्रेड किया जाएगा) से बड़े वेफर आकारों के उपयोग की अनुमति देता है। Inpमाड्युलेटर्सआमतौर पर क्वांटम-संचित स्टार्क प्रभाव पर निर्भर करता है, जो तापमान के कारण तापमान-संवेदनशील होता है, जो तापमान के कारण होता है। इसके विपरीत, सिलिकॉन-आधारित मॉड्यूलेटर की तापमान निर्भरता बहुत कम है।

सिलिकॉन फोटोनिक्स तकनीक को आमतौर पर केवल कम लागत, छोटी-दूरी, उच्च-मात्रा वाले उत्पादों (प्रति वर्ष 1 मिलियन से अधिक टुकड़े) के लिए उपयुक्त माना जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह व्यापक रूप से स्वीकार किया जाता है कि मास्क और विकास लागत को फैलाने के लिए बड़ी मात्रा में वेफर क्षमता की आवश्यकता होती है, और वहसिलिकॉन फोटोनिक्स प्रौद्योगिकीशहर-से-शहर क्षेत्रीय और लंबे समय तक उत्पाद अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण प्रदर्शन के नुकसान हैं। वास्तव में, हालांकि, विपरीत सच है। कम लागत, छोटी-श्रेणी, उच्च उपज वाले अनुप्रयोगों, ऊर्ध्वाधर गुहा सतह-उत्सर्जक लेजर (VCSEL) और मेंप्रत्यक्ष-संबद्ध लेजर (डीएमएल लेजर): सीधे संशोधित लेजर एक विशाल प्रतिस्पर्धी दबाव पैदा करता है, और सिलिकॉन-आधारित फोटोनिक तकनीक की कमजोरी जो आसानी से लेज़रों को एकीकृत नहीं कर सकती है, एक महत्वपूर्ण नुकसान बन गया है। इसके विपरीत, मेट्रो में, लंबी दूरी के अनुप्रयोगों में, सिलिकॉन फोटोनिक्स तकनीक और डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग (डीएसपी) को एक साथ एकीकृत करने के लिए वरीयता के कारण (जो अक्सर उच्च तापमान वातावरण में होता है), लेजर को अलग करना अधिक फायदेमंद है। इसके अलावा, सुसंगत पहचान तकनीक सिलिकॉन फोटोनिक्स तकनीक की कमियों के लिए काफी हद तक बना सकती है, जैसे कि समस्या यह है कि डार्क करंट स्थानीय थरथरानवाला फोटोक्यूरेंट की तुलना में बहुत छोटा है। इसी समय, यह सोचना भी गलत है कि मास्क और विकास लागतों को कवर करने के लिए बड़ी मात्रा में वेफर क्षमता की आवश्यकता होती है, क्योंकि सिलिकॉन फोटोनिक्स तकनीक नोड आकारों का उपयोग करती है जो कि सबसे उन्नत पूरक धातु ऑक्साइड अर्धचालक (सीएमओ) की तुलना में बहुत बड़े होते हैं, इसलिए आवश्यक मास्क और उत्पादन रन अपेक्षाकृत सस्ते होते हैं।