ऑप्टिकल मॉड्युलेटर वेव्हगाईड्स इंटिग्रेटेड सर्किट्ससाठी ८ इंच LNOI (इन्सुलेटरवर LiNbO3) वेफर
तपशीलवार आकृती
परिचय
लिथियम निओबेट ऑन इन्सुलेटर (LNOI) वेफर्स हे विविध प्रगत ऑप्टिकल आणि इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जाणारे एक अत्याधुनिक साहित्य आहे. आयन इम्प्लांटेशन आणि वेफर बाँडिंग सारख्या अत्याधुनिक तंत्रांचा वापर करून, लिथियम निओबेट (LiNbO₃) चा पातळ थर इन्सुलेटिंग सब्सट्रेटवर, सामान्यत: सिलिकॉन किंवा इतर योग्य पदार्थावर हस्तांतरित करून हे वेफर्स तयार केले जातात. LNOI तंत्रज्ञान सिलिकॉन ऑन इन्सुलेटर (SOI) वेफर तंत्रज्ञानाशी अनेक समानता सामायिक करते परंतु लिथियम निओबेटच्या अद्वितीय ऑप्टिकल गुणधर्मांचा फायदा घेते, हे पदार्थ त्याच्या पायझोइलेक्ट्रिक, पायरोइलेक्ट्रिक आणि नॉनलाइनर ऑप्टिकल वैशिष्ट्यांसाठी ओळखले जाते.
उच्च-फ्रिक्वेन्सी आणि हाय-स्पीड अनुप्रयोगांमध्ये उत्कृष्ट कामगिरीमुळे एलएनओआय वेफर्सना एकात्मिक ऑप्टिक्स, टेलिकम्युनिकेशन्स आणि क्वांटम कॉम्प्युटिंगसारख्या क्षेत्रात लक्षणीय लक्ष वेधले गेले आहे. वेफर्स "स्मार्ट-कट" तंत्राचा वापर करून तयार केले जातात, जे लिथियम निओबेट पातळ फिल्मच्या जाडीवर अचूक नियंत्रण सक्षम करते, ज्यामुळे वेफर्स विविध अनुप्रयोगांसाठी आवश्यक असलेल्या वैशिष्ट्यांची पूर्तता करतात याची खात्री होते.
तत्व
LNOI वेफर्स तयार करण्याची प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणात लिथियम निओबेट क्रिस्टलने सुरू होते. क्रिस्टलमध्ये आयन इम्प्लांटेशन केले जाते, जिथे उच्च-ऊर्जा असलेले हेलियम आयन लिथियम निओबेट क्रिस्टलच्या पृष्ठभागावर आणले जातात. हे आयन क्रिस्टलमध्ये एका विशिष्ट खोलीपर्यंत प्रवेश करतात आणि क्रिस्टल रचनेत व्यत्यय आणतात, ज्यामुळे एक नाजूक पातळी तयार होते जी नंतर क्रिस्टलला पातळ थरांमध्ये वेगळे करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते. हेलियम आयनची विशिष्ट ऊर्जा इम्प्लांटेशनची खोली नियंत्रित करते, जी थेट अंतिम लिथियम निओबेट थराच्या जाडीवर परिणाम करते.
आयन इम्प्लांटेशननंतर, लिथियम निओबेट क्रिस्टल वेफर बाँडिंग नावाच्या तंत्राचा वापर करून सब्सट्रेटशी जोडले जाते. बाँडिंग प्रक्रियेत सामान्यतः थेट बाँडिंग पद्धत वापरली जाते, जिथे दोन पृष्ठभाग (आयन-इम्प्लांट केलेले लिथियम निओबेट क्रिस्टल आणि सब्सट्रेट) उच्च तापमान आणि दाबाखाली एकत्र दाबले जातात जेणेकरून एक मजबूत बंध तयार होईल. काही प्रकरणांमध्ये, अतिरिक्त आधारासाठी बेंझोसायक्लोब्यूटीन (BCB) सारखे चिकट पदार्थ वापरले जाऊ शकते.
बाँडिंगनंतर, आयन इम्प्लांटेशनमुळे झालेले कोणतेही नुकसान दुरुस्त करण्यासाठी आणि थरांमधील बंध वाढविण्यासाठी वेफर अॅनिलिंग प्रक्रियेतून जातो. अॅनिलिंग प्रक्रिया पातळ लिथियम निओबेट थराला मूळ क्रिस्टलपासून वेगळे करण्यास देखील मदत करते, ज्यामुळे लिथियम निओबेटचा एक पातळ, उच्च-गुणवत्तेचा थर मागे राहतो जो उपकरण तयार करण्यासाठी वापरला जाऊ शकतो.
तपशील
एलएनओआय वेफर्समध्ये अनेक महत्त्वाच्या वैशिष्ट्यांचा समावेश आहे जे उच्च-कार्यक्षमता अनुप्रयोगांसाठी त्यांची योग्यता सुनिश्चित करतात. यामध्ये समाविष्ट आहे:
मटेरियल स्पेसिफिकेशन
| साहित्य | तपशील |
| साहित्य | एकसंध: LiNbO3 |
| साहित्याची गुणवत्ता | बुडबुडे किंवा समावेश <100μm |
| अभिमुखता | Y-कट ±0.2° |
| घनता | ४.६५ ग्रॅम/सेमी³ |
| क्युरी तापमान | ११४२ ±१°से. |
| पारदर्शकता | ४५०-७०० एनएम श्रेणीत (१० मिमी जाडी) ९५% पेक्षा जास्त |
उत्पादन तपशील
| पॅरामीटर | तपशील |
| व्यास | १५० मिमी ±०.२ मिमी |
| जाडी | ३५० माइक्रोन ±१० माइक्रोन |
| सपाटपणा | <1.3 मायक्रॉन |
| एकूण जाडीतील फरक (TTV) | १५० मिमी वेफरवर <७० μm वार्प |
| स्थानिक जाडीतील फरक (LTV) | १५० मिमी वेफरवर <७० μm |
| खडबडीतपणा | Rq ≤0.5 nm (AFM RMS मूल्य) |
| पृष्ठभागाची गुणवत्ता | ४०-२० |
| कण (न काढता येणारे) | १००-२०० μm ≤३ कण |
| चिप्स | <300 μm (पूर्ण वेफर, कोणताही बहिष्कार क्षेत्र नाही) |
| भेगा | क्रॅक नाहीत (पूर्ण वेफर) |
| दूषित होणे | न काढता येणारे डाग नाहीत (पूर्ण वेफर) |
| समांतरता | <३० आर्कसेकंद |
| ओरिएंटेशन रेफरन्स प्लेन (X-अक्ष) | ४७ ±२ मिमी |
अर्ज
एलएनओआय वेफर्स त्यांच्या अद्वितीय गुणधर्मांमुळे, विशेषतः फोटोनिक्स, टेलिकम्युनिकेशन्स आणि क्वांटम तंत्रज्ञानाच्या क्षेत्रात, विस्तृत अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जातात. काही प्रमुख अनुप्रयोगांमध्ये हे समाविष्ट आहे:
एकात्मिक ऑप्टिक्स:LNOI वेफर्सचा वापर एकात्मिक ऑप्टिकल सर्किट्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, जिथे ते मॉड्युलेटर, वेव्हगाईड्स आणि रेझोनेटर सारख्या उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या फोटोनिक उपकरणांना सक्षम करतात. लिथियम निओबेटचे उच्च नॉनलाइनर ऑप्टिकल गुणधर्म कार्यक्षम प्रकाश हाताळणीची आवश्यकता असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी ते एक उत्कृष्ट पर्याय बनवतात.
दूरसंचार:LNOI वेफर्सचा वापर ऑप्टिकल मॉड्युलेटरमध्ये केला जातो, जे फायबर ऑप्टिक नेटवर्कसह हाय-स्पीड कम्युनिकेशन सिस्टममध्ये आवश्यक घटक असतात. उच्च फ्रिक्वेन्सीवर प्रकाश मॉड्युलेट करण्याची क्षमता LNOI वेफर्सना आधुनिक टेलिकम्युनिकेशन सिस्टमसाठी आदर्श बनवते.
क्वांटम संगणन:क्वांटम तंत्रज्ञानामध्ये, LNOI वेफर्सचा वापर क्वांटम संगणक आणि क्वांटम कम्युनिकेशन सिस्टमसाठी घटक तयार करण्यासाठी केला जातो. LNOI च्या नॉनलाइनर ऑप्टिकल गुणधर्मांचा वापर करून अडकलेल्या फोटॉन जोड्या तयार केल्या जातात, जे क्वांटम की वितरण आणि क्वांटम क्रिप्टोग्राफीसाठी महत्त्वपूर्ण असतात.
सेन्सर्स:एलएनओआय वेफर्सचा वापर ऑप्टिकल आणि अकॉस्टिक सेन्सर्ससह विविध सेन्सिंग अनुप्रयोगांमध्ये केला जातो. प्रकाश आणि ध्वनी दोन्हीशी संवाद साधण्याची त्यांची क्षमता त्यांना विविध प्रकारच्या सेन्सिंग तंत्रज्ञानासाठी बहुमुखी बनवते.
वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न
Q:LNOI तंत्रज्ञान म्हणजे काय?
अ: LNOI तंत्रज्ञानामध्ये पातळ लिथियम निओबेट फिल्म एका इन्सुलेटिंग सब्सट्रेटवर, सामान्यतः सिलिकॉनवर हस्तांतरित केली जाते. हे तंत्रज्ञान लिथियम निओबेटच्या अद्वितीय गुणधर्मांचा वापर करते, जसे की त्याची उच्च नॉनलाइनर ऑप्टिकल वैशिष्ट्ये, पायझोइलेक्ट्रिसिटी आणि पायरोइलेक्ट्रिसिटी, ज्यामुळे ते एकात्मिक ऑप्टिक्स आणि टेलिकम्युनिकेशनसाठी आदर्श बनते.
Q:LNOI आणि SOI वेफर्समध्ये काय फरक आहे?
अ: LNOI आणि SOI वेफर्स दोन्ही सारखेच आहेत कारण त्यामध्ये सब्सट्रेटशी जोडलेले पातळ थर असते. तथापि, LNOI वेफर्समध्ये पातळ फिल्म मटेरियल म्हणून लिथियम निओबेट वापरला जातो, तर SOI वेफर्समध्ये सिलिकॉन वापरला जातो. मुख्य फरक पातळ फिल्म मटेरियलच्या गुणधर्मांमध्ये आहे, ज्यामध्ये LNOI उत्कृष्ट ऑप्टिकल आणि पायझोइलेक्ट्रिक गुणधर्म प्रदान करते.
Q:LNOI वेफर्स वापरण्याचे फायदे काय आहेत?
अ: LNOI वेफर्सच्या मुख्य फायद्यांमध्ये त्यांचे उत्कृष्ट ऑप्टिकल गुणधर्म, जसे की उच्च नॉनलाइनर ऑप्टिकल गुणांक आणि त्यांची यांत्रिक शक्ती यांचा समावेश आहे. ही वैशिष्ट्ये LNOI वेफर्सना हाय-स्पीड, हाय-फ्रिक्वेन्सी आणि क्वांटम अनुप्रयोगांमध्ये वापरण्यासाठी आदर्श बनवतात.
Q:क्वांटम अनुप्रयोगांसाठी LNOI वेफर्स वापरता येतील का?
अ:होय, एलएनओआय वेफर्सचा वापर क्वांटम तंत्रज्ञानामध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो कारण ते अडकलेल्या फोटॉन जोड्या निर्माण करण्याची त्यांची क्षमता आणि एकात्मिक फोटॉनिक्सशी त्यांची सुसंगतता यामुळे. क्वांटम संगणन, संप्रेषण आणि क्रिप्टोग्राफीमधील अनुप्रयोगांसाठी हे गुणधर्म महत्त्वाचे आहेत.
Q:LNOI फिल्म्सची सामान्य जाडी किती असते?
अ: विशिष्ट वापरावर अवलंबून, LNOI फिल्म्सची जाडी सामान्यतः काहीशे नॅनोमीटर ते अनेक मायक्रोमीटर पर्यंत असते. आयन इम्प्लांटेशन प्रक्रियेदरम्यान जाडी नियंत्रित केली जाते.
