رقاقة LNOI (نيوبات الليثيوم على عازل) استشعار الاتصالات عالية الكهروضوئية
مخطط تفصيلي
ملخص
يحتوي صندوق الرقاقة على أخاديد متماثلة، أبعادها موحدة تمامًا لدعم جانبي الرقاقة. يُصنع صندوق البلورة عادةً من مادة البولي بروبيلين البلاستيكية الشفافة المقاومة للحرارة والتآكل والكهرباء الساكنة. تُستخدم ألوان مختلفة من المواد المضافة لتمييز أجزاء عملية المعادن في إنتاج أشباه الموصلات. نظرًا لصغر حجم مفتاح أشباه الموصلات، وكثافة أنماطها، والمتطلبات الصارمة جدًا لحجم الجسيمات في الإنتاج، يجب ضمان بيئة نظيفة لصندوق الرقاقة للاتصال بتجويف تفاعل صندوق البيئة الدقيقة لآلات الإنتاج المختلفة.
منهجية التصنيع
تتكون عملية تصنيع رقائق LNOI من عدة خطوات دقيقة:
الخطوة 1: زرع أيونات الهيليومتُدخل أيونات الهيليوم إلى بلورة نيتروجين سائلة باستخدام مُزَرِّع أيونات. تستقر هذه الأيونات على عمق مُحدد، مُشكِّلةً مستوىً ضعيفًا يُسهِّل في النهاية انفصال الغشاء.
الخطوة 2: تكوين الركيزة الأساسيةرقاقة سيليكون أو نيتروجين سائل منفصلة تُؤكسد أو تُغطى بطبقة من ثاني أكسيد السيليكون باستخدام تقنية PECVD أو الأكسدة الحرارية. سطحها العلوي مُسطح لتحقيق الترابط الأمثل.
الخطوة 3: ربط LN بالركيزةتُقلب بلورة النيتروجين السائل المزروعة بالأيونات وتُربط بالرقاقة الأساسية باستخدام تقنية الربط المباشر بالرقاقة. في بيئات البحث، يمكن استخدام بنزوسيكلوبوتين (BCB) كمادة لاصقة لتبسيط عملية الربط في ظروف أقل صرامة.
الخطوة 4: المعالجة الحرارية وفصل الفيلميُنشِّط التلدين تكوين الفقاعات عند العمق المُغروس، مما يُتيح فصل الطبقة الرقيقة (الطبقة العلوية من LN) عن الكتلة. وتُستخدَم القوة الميكانيكية لإتمام عملية التقشير.
الخطوة 5: تلميع السطحيتم تطبيق التلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP) لتنعيم السطح العلوي للـ LN، مما يؤدي إلى تحسين الجودة البصرية وإنتاجية الجهاز.
المعايير الفنية
| مادة | بصري درجة LiNbO3 وافي (أبيض) or أسود) | |
| كوري درجة حرارة | 1142±0.7 درجة مئوية | |
| القطع زاوية | X/Y/Z وما إلى ذلك | |
| القطر/الحجم | 2 بوصة/3 بوصة/4 بوصة ± 0.03 مم | |
| تول(±) | <0.20 مم ± 0.005 مم | |
| سماكة | 0.18～0.5 مم أو أكثر | |
| أساسي مستوي | 16 مم/22 مم/32 مم | |
| تي تي في | <3 ميكرومتر | |
| قَوس | -30 | |
| الاعوجاج | <40 ميكرومتر | |
| توجيه مستوي | جميعها متاحة | |
| سطح يكتب | مصقول من جانب واحد (SSP) / مصقول من جانبين (DSP) | |
| مصقول جانب Ra | <0.5 نانومتر | |
| S/D | 20/10 | |
| حافة معايير | ر=0.2 مم نوع C or أنف الثور | |
| جودة | حر of صدع (فقاعات) و (الإضافات) | |
| بصري مخدر | المغنيسيوم/الحديد/الزنك/أكسيد المغنيسيوم إلخ ل بصري درجة ل ن رقائق لكل مطلوب | |
| رقاقة سطح معايير | معامل الانكسار | لا = 2.2878/ني = 2.2033 @ 632 نانومتر طريقة اقتران الطول الموجي/المنشور. |
| تلوث، | لا أحد | |
| الجسيمات ج>0.3 ميكرومتر m | <=30 | |
| خدش،تقطيع | لا أحد | |
| عيب | لا يوجد شقوق في الحواف، أو خدوش، أو علامات منشار، أو بقع | |
| التعبئة والتغليف | الكمية/صندوق الرقاقة | 25 قطعة في الصندوق |
حالات الاستخدام
بفضل تنوعها وأدائها، يتم استخدام LNOI في العديد من الصناعات:
الفوتونيات:المعدلات المدمجة، والمضاعفات، والدوائر الفوتونية.
الترددات الراديوية/الصوتيات:المعدلات الصوتية البصرية، مرشحات التردد اللاسلكي.
الحوسبة الكمومية:خلاطات التردد غير الخطية ومولدات أزواج الفوتون.
الدفاع والفضاء:الجيروسكوبات البصرية منخفضة الخسارة، وأجهزة تحويل التردد.
الأجهزة الطبية:أجهزة الاستشعار الضوئية ومسبارات الإشارة عالية التردد.
التعليمات
س: لماذا يتم تفضيل LNOI على SOI في الأنظمة البصرية؟
A:يتميز LNOI بمعاملات كهروضوئية متفوقة ونطاق شفافية أوسع، مما يتيح أداءً أعلى في الدوائر الفوتونية.
س: هل CMP إلزامي بعد الانقسام؟
A:نعم. يصبح سطح LN المكشوف خشنًا بعد التقطيع الأيوني، ويجب تلميعه ليتوافق مع مواصفات الجودة البصرية.
س: ما هو الحد الأقصى لحجم الرقاقة المتاحة؟
A:تتكون رقائق LNOI التجارية بشكل أساسي من 3 و4 بوصات، على الرغم من أن بعض الموردين يقومون بتطوير أنواع مختلفة منها بقياس 6 بوصات.
س: هل يمكن إعادة استخدام طبقة LN بعد الانقسام؟
A:يمكن إعادة تلميع الكريستال الأساسي وإعادة استخدامه عدة مرات، على الرغم من أن الجودة قد تتدهور بعد دورات متعددة.
س: هل رقائق LNOI متوافقة مع معالجة CMOS؟
A:نعم، تم تصميمها لتتوافق مع عمليات تصنيع أشباه الموصلات التقليدية، وخاصة عندما يتم استخدام ركائز السيليكون.
