Verglach vun photonic integréiert Circuit Material Systemer

Verglach vun photonic integréiert Circuit Material Systemer
Figur 1 weist e Verglach vun zwee Material Systemer, Indium Phosphor (InP) a Silizium (Si). D'Raritéit vun Indium mécht InP e méi deier Material wéi Si. Well Silizium-baséiert Circuiten manner epitaxial Wuesstum involvéieren, ass d'Ausbezuele vu Silizium-baséiert Circuiten normalerweis méi héich wéi déi vun InP Circuiten. An Silicon-baséiert Circuiten, Germanium (Ge), déi normalerweis nëmmen anFotodetektor(Liicht Detektoren), erfuerdert epitaxial Wuesstum, wärend an InP Systemer, souguer passiv Welleleit musse vum epitaxiale Wuesstum virbereet ginn. Epitaxial Wuesstum tendéiert eng méi héich Defektdicht ze hunn wéi eenzel Kristallwachstum, sou wéi aus engem Kristallstéck. InP Waveguides hunn en héije Brechungsindexkontrast nëmmen am transversale, wärend Siliziumbaséiert Welleguiden héije Brechungsindexkontrast a béid transversal a longitudinal hunn, wat Siliziumbaséiert Geräter erlaabt méi kleng Béie Radie an aner méi kompakt Strukturen z'erreechen. InGaAsP huet en direkten Bandspalt, während Si a Ge net. Als Resultat sinn InP Materialsystemer superieur wat d'Lasereffizienz ugeet. Déi intrinsesch Oxide vun InP Systemer sinn net esou stabil a robust wéi déi intrinsesch Oxide vu Si, Siliziumdioxid (SiO2). Silicon ass e méi staarkt Material wéi InP, wat d'Benotzung vu gréissere Wafergréissten erlaabt, dh vun 300 mm (geschwënn op 450 mm opgebaut) am Verglach zu 75 mm am InP. InPmodulatorsnormalerweis hänkt vum quantum-begrenzten Stark Effekt of, deen Temperaturempfindlech ass wéinst der Bandrandbewegung déi duerch Temperatur verursaacht gëtt. Am Géigesaz ass d'Temperaturofhängegkeet vu Silizium-baséiert Modulatoren ganz kleng.

Silicon Photonik Technologie gëtt allgemeng als nëmme gëeegent fir Low-Cost, Kuerzgeschicht, High-Volumen Produkter (méi wéi 1 Millioun Stécker pro Joer) ugesinn. Dëst ass well et allgemeng akzeptéiert ass datt eng grouss Quantitéit u Waferkapazitéit erfuerderlech ass fir Masken an Entwécklungskäschte ze verbreeden, an dattSilizium Photonik Technologiehuet bedeitend Leeschtung Nodeeler an Stad-ze-Stad regional a laang Streck Produit Uwendungen. A Wierklechkeet ass awer de Géigendeel wouer. A bëllegen, kuerz-Gamme, High-yield Uwendungen, vertikal Kavitéit Surface-Emitting Laser (VCSEL) andirekt moduléiert Laser (DML Laser) : direkt moduléierte Laser stellt e grousse Konkurrenzdrock, an d'Schwächheet vun der Silizium-baséiert photonescher Technologie, déi Laser net einfach integréiere kann, ass e wesentlechen Nodeel ginn. Am Géigesaz, am Metro, laang Distanz Uwendungen, wéinst der Präferenz fir Silizium Photonik Technologie an Digital Signal Veraarbechtung (DSP) zesummen z'integréieren (wat dacks an héich Temperaturen Ëmfeld ass), ass et méi avantagéis fir de Laser ze trennen. Zousätzlech kann kohärent Detektiounstechnologie d'Defiziter vun der Silicium Photonik Technologie zu engem groussen Ausmooss kompenséieren, sou wéi de Problem datt den donkelen Stroum vill méi kleng ass wéi de lokalen Oszillator-Fotostroum. Zur selwechter Zäit ass et och falsch ze denken datt eng grouss Quantitéit u Waferkapazitéit gebraucht gëtt fir d'Mask- an d'Entwécklungskäschte ze decken, well Silizium Photonik Technologie benotzt Nodegréissten déi vill méi grouss sinn wéi déi fortgeschratt komplementär Metalloxid Hallefleit (CMOS), also déi néideg Masken an Produktioun leeft relativ bëlleg.