ഫോട്ടോണിക് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് മെറ്റീരിയൽ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ താരതമ്യം

ഫോട്ടോണിക് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് മെറ്റീരിയൽ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ താരതമ്യം
ചിത്രം 1 രണ്ട് മെറ്റീരിയൽ സിസ്റ്റങ്ങളായ ഇൻഡിയം ഫോസ്ഫറസ് (InP), സിലിക്കൺ (Si) എന്നിവയുടെ താരതമ്യം കാണിക്കുന്നു. ഇൻഡിയത്തിന്റെ അപൂർവത InP യെ Si യേക്കാൾ വിലയേറിയ വസ്തുവാക്കി മാറ്റുന്നു. സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത സർക്യൂട്ടുകളിൽ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ച കുറവായതിനാൽ, സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത സർക്യൂട്ടുകളുടെ വിളവ് സാധാരണയായി InP സർക്യൂട്ടുകളേക്കാൾ കൂടുതലാണ്. സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത സർക്യൂട്ടുകളിൽ, സാധാരണയായിഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ(ലൈറ്റ് ഡിറ്റക്ടറുകൾ), എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ച ആവശ്യമാണ്, അതേസമയം ഇൻപി സിസ്റ്റങ്ങളിൽ, നിഷ്ക്രിയ വേവ്ഗൈഡുകൾ പോലും എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചയിലൂടെ തയ്യാറാക്കണം. ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ഇൻഗോട്ടിൽ നിന്നുള്ളതുപോലുള്ള ഒറ്റ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയേക്കാൾ ഉയർന്ന വൈകല്യ സാന്ദ്രത എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചയ്ക്ക് ഉണ്ടാകും. ഇൻപി വേവ്ഗൈഡുകൾക്ക് തിരശ്ചീനമായി മാത്രമേ ഉയർന്ന റിഫ്രാക്റ്റീവ് സൂചിക കോൺട്രാസ്റ്റ് ഉള്ളൂ, അതേസമയം സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വേവ്ഗൈഡുകൾക്ക് തിരശ്ചീനമായും രേഖാംശത്തിലും ഉയർന്ന റിഫ്രാക്റ്റീവ് സൂചിക കോൺട്രാസ്റ്റ് ഉണ്ട്, ഇത് സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത ഉപകരണങ്ങൾക്ക് ചെറിയ ബെൻഡിംഗ് റേഡിയുകളും മറ്റ് കൂടുതൽ ഒതുക്കമുള്ള ഘടനകളും നേടാൻ അനുവദിക്കുന്നു. ഇൻജിയഎഎസ്പിക്ക് നേരിട്ടുള്ള ബാൻഡ് വിടവ് ഉണ്ട്, അതേസമയം സിഐയും ജിയും ഇല്ല. തൽഫലമായി, ലേസർ കാര്യക്ഷമതയുടെ കാര്യത്തിൽ ഇൻപി മെറ്റീരിയൽ സിസ്റ്റങ്ങൾ മികച്ചതാണ്. ഇൻപി സിസ്റ്റങ്ങളുടെ ആന്തരിക ഓക്സൈഡുകൾ Si യുടെ ആന്തരിക ഓക്സൈഡുകളായ സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് (SiO2) പോലെ സ്ഥിരതയുള്ളതും ശക്തവുമല്ല. സിലിക്കൺ ഇൻപിയേക്കാൾ ശക്തമായ ഒരു വസ്തുവാണ്, ഇത് വലിയ വേഫർ വലുപ്പങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു, അതായത് ഇൻപിയിലെ 75 മില്ലീമീറ്ററുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ 300 മില്ലീമീറ്റർ മുതൽ (ഉടൻ 450 മില്ലീമീറ്റർ വരെ അപ്‌ഗ്രേഡ് ചെയ്യും). ഇൻപിമോഡുലേറ്ററുകൾസാധാരണയായി ക്വാണ്ടം-പരിമിത സ്റ്റാർക്ക് പ്രഭാവത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, താപനില മൂലമുണ്ടാകുന്ന ബാൻഡ് എഡ്ജ് ചലനം കാരണം ഇത് താപനില-സെൻസിറ്റീവ് ആണ്. ഇതിനു വിപരീതമായി, സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത മോഡുലേറ്ററുകളുടെ താപനില ആശ്രിതത്വം വളരെ ചെറുതാണ്.

സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്സ് സാങ്കേതികവിദ്യ പൊതുവെ കുറഞ്ഞ വിലയുള്ള, ഹ്രസ്വ-ശ്രേണിയിലുള്ള, ഉയർന്ന അളവിലുള്ള ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് (പ്രതിവർഷം 1 ദശലക്ഷത്തിലധികം കഷണങ്ങൾ) മാത്രമേ അനുയോജ്യമാകൂ എന്ന് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. മാസ്ക്, വികസന ചെലവുകൾ വ്യാപിപ്പിക്കുന്നതിന് വലിയ അളവിൽ വേഫർ ശേഷി ആവശ്യമാണെന്ന് വ്യാപകമായി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതിനാലാണിത്, കൂടാതെസിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്സ് സാങ്കേതികവിദ്യനഗരം മുതൽ നഗരം വരെയുള്ള പ്രാദേശിക, ദീർഘദൂര ഉൽപ്പന്ന ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ കാര്യമായ പ്രകടന പോരായ്മകളുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, വാസ്തവത്തിൽ, നേരെ വിപരീതമാണ് ശരി. കുറഞ്ഞ ചെലവുള്ള, ഹ്രസ്വ-ശ്രേണി, ഉയർന്ന വിളവ് നൽകുന്ന ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, ലംബ അറയിലെ ഉപരിതല-എമിറ്റിംഗ് ലേസർ (VCSEL) ഉംഡയറക്ട്-മോഡുലേറ്റഡ് ലേസർ (ഡിഎംഎൽ ലേസർ) : നേരിട്ട് മോഡുലേറ്റ് ചെയ്ത ലേസർ വലിയ മത്സര സമ്മർദ്ദം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, കൂടാതെ ലേസറുകൾ എളുപ്പത്തിൽ സംയോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയാത്ത സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത ഫോട്ടോണിക് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ബലഹീനത ഒരു പ്രധാന പോരായ്മയായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ഇതിനു വിപരീതമായി, മെട്രോ, ദീർഘദൂര ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്സ് സാങ്കേതികവിദ്യയും ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗും (DSP) ഒരുമിച്ച് സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള മുൻഗണന കാരണം (ഇത് പലപ്പോഴും ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള അന്തരീക്ഷത്തിലാണ്), ലേസർ വേർതിരിക്കുന്നത് കൂടുതൽ ഗുണകരമാണ്. കൂടാതെ, ലോക്കൽ ഓസിലേറ്റർ ഫോട്ടോകറന്റിനേക്കാൾ ഡാർക്ക് കറന്റ് വളരെ ചെറുതാണെന്ന പ്രശ്നം പോലുള്ള സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്സ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പോരായ്മകൾ കോഹെറന്റ് ഡിറ്റക്ഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് വലിയ അളവിൽ നികത്താൻ കഴിയും. അതേസമയം, മാസ്കും വികസന ചെലവുകളും നികത്താൻ വലിയ അളവിൽ വേഫർ ശേഷി ആവശ്യമാണെന്ന് കരുതുന്നതും തെറ്റാണ്, കാരണം സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്സ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഏറ്റവും നൂതനമായ കോംപ്ലിമെന്ററി മെറ്റൽ ഓക്സൈഡ് സെമികണ്ടക്ടറുകളേക്കാൾ (CMOS) വളരെ വലിയ നോഡ് വലുപ്പങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതിനാൽ ആവശ്യമായ മാസ്കുകളും ഉൽ‌പാദന പ്രവർത്തനങ്ങളും താരതമ്യേന വിലകുറഞ്ഞതാണ്.