Vergläich vu photoneschen integréierte Schaltungsmaterialsystemer

Vergläich vu photoneschen integréierte Schaltungsmaterialsystemer
Figur 1 weist e Verglach vun zwéi Materialsystemer, Indium Phosphor (InP) a Silizium (Si). D'Raritéit vun Indium mécht InP zu engem méi deieren Material wéi Si. Well Siliziumbaséiert Schaltungen manner epitaktesch Wuesstem hunn, ass den Ausbezuele vu Siliziumbaséierte Schaltungen normalerweis méi héich wéi dee vun InP-Schaltungen. A Siliziumbaséierte Schaltungen ass Germanium (Ge), dat normalerweis nëmmen an ... benotzt gëttFotodetektor(Liichtdetekteren), erfuerdert epitaktesch Wuesstem, während an InP-Systemer och passiv Wellenleiter duerch epitaktesch Wuesstem virbereet musse ginn. Epitaktesch Wuesstem tendéiert eng méi héich Defektdicht ze hunn wéi Eenzelkristallwuesstem, wéi zum Beispill vun engem Kristallbarren. InP-Wellenleiter hunn nëmmen an der Transversalfassung en héije Breechungsindexkontrast, während Siliziumbaséiert Wellenleiter souwuel an der Transversalfassung wéi och an der Längsfassung en héije Breechungsindexkontrast hunn, wat et Siliziumbaséierten Apparater erlaabt, méi kleng Biegradien an aner méi kompakt Strukturen z'erreechen. InGaAsP huet eng direkt Bandlück, während Si a Ge dat net hunn. Dofir sinn InP-Materialsystemer wat d'Lasereffizienz ugeet iwwerleeën. Déi intrinsesch Oxide vun InP-Systemer sinn net sou stabil a robust wéi déi intrinsesch Oxide vu Si, Siliziumdioxid (SiO2). Silizium ass e méi staarkt Material wéi InP, wat d'Benotzung vu méi grousse Wafergréissten erlaabt, z.B. vun 300 mm (geschwënn op 450 mm eropgesat) am Verglach zu 75 mm an InP. InPModulatorenhänken normalerweis vum quantebegrenzte Stark-Effekt of, deen temperaturempfindlech ass wéinst der Bandkantbeweegung, déi duerch d'Temperatur verursaacht gëtt. Am Géigesaz dozou ass d'Temperaturabhängegkeet vu Siliziumbaséierte Modulatoren ganz kleng.

Silizium-Photonik-Technologie gëtt allgemeng als nëmme fir bëlleg, kuerzreechend a grouss Produkter (méi wéi 1 Millioun Stéck pro Joer) gëeegent ugesinn. Dëst läit dorun, datt et allgemeng akzeptéiert ass, datt eng grouss Waferkapazitéit erfuerderlech ass, fir d'Mask- an d'Entwécklungskäschten ze verdeelen, an dattSilizium Photonik Technologiehuet bedeitend Leeschtungsnodeeler bei regionalen a laangstrecken Produktapplikatiounen tëscht Stad an Stad. An der Realitéit ass awer dat Géigendeel wouer. Bei käschtegënschtegen, kuerzreechegen an héichleistungsorientéierten Uwendungen, vertikale Kavitéits-Uewerflächenemittéierende Laser (VCSEL) andirektmoduléierte Laser (DML-Laser) : Direkt moduléiert Laser stellt e groussen Konkurrenzdrock duer, an d'Schwäch vun der Silizium-baséierter Photoniktechnologie, déi Laser net einfach integréiere kann, ass zu engem bedeitende Nodeel ginn. Am Géigesaz dozou ass et a Metropol- a Fernapplikatiounen, wéinst der Präferenz fir d'Integratioun vun der Silizium-Photonikstechnologie an der digitaler Signalveraarbechtung (DSP) zesummen (wat dacks an Héichtemperaturëmfeld stattfënnt), méi virdeelhaft, de Laser ze trennen. Zousätzlech kann d'kohärent Detektiounstechnologie d'Nodeeler vun der Silizium-Photonikstechnologie zu engem groussen Deel ausgläichen, wéi zum Beispill de Problem, datt den Däischterstroum vill méi kleng ass wéi de Photostroum vum lokalen Oszillator. Gläichzäiteg ass et och falsch ze denken, datt eng grouss Waferkapazitéit gebraucht gëtt, fir d'Masken- an d'Entwécklungskäschten ze decken, well d'Silizium-Photonikstechnologie Knuetgréissten benotzt, déi vill méi grouss sinn wéi déi fortgeschrattsten komplementär Metalloxid-Halbleiter (CMOS), sou datt déi erfuerderlech Masken a Produktiounsläif relativ bëlleg sinn.