광집적회로 소재 시스템 비교

광집적회로 소재 시스템 비교
그림 1은 두 가지 재료 시스템인 인듐인(InP)과 실리콘(Si)을 비교한 것입니다. 인듐의 희소성으로 인해 InP는 Si보다 더 비싼 재료가 됩니다. 실리콘 기반 회로는 에피택셜 성장이 적기 때문에 실리콘 기반 회로의 수율은 일반적으로 InP 회로의 수율보다 높습니다. 실리콘 기반 회로에서는 게르마늄(Ge)이 주로 사용됩니다.광검출기(광 검출기), 에피택셜 성장이 필요한 반면, InP 시스템에서는 수동 도파관도 에피택셜 성장을 통해 준비해야 합니다. 에피택셜 성장은 결정 잉곳과 같은 단결정 성장보다 결함 밀도가 더 높은 경향이 있습니다. InP 도파관은 가로 방향에서만 높은 굴절률 대비를 갖는 반면, 실리콘 기반 도파관은 가로 및 세로 방향 모두에서 높은 굴절률 대비를 가지므로 실리콘 기반 장치가 더 작은 굽힘 반경과 기타 보다 컴팩트한 구조를 달성할 수 있습니다. InGaAsP에는 직접적인 밴드 갭이 있지만 Si와 Ge에는 없습니다. 결과적으로 InP 재료 시스템은 레이저 효율성 측면에서 우수합니다. InP 시스템의 고유 산화물은 Si의 고유 산화물인 이산화규소(SiO2)만큼 안정적이고 견고하지 않습니다. 실리콘은 InP보다 더 강한 재료이므로 InP의 75mm에 비해 더 큰 웨이퍼 크기, 즉 300mm(곧 450mm로 업그레이드 예정)를 사용할 수 있습니다. InP변조기일반적으로 온도로 인한 밴드 가장자리 이동으로 인해 온도에 민감한 양자 제한 스타크 효과에 의존합니다. 대조적으로, 실리콘 기반 변조기의 온도 의존성은 매우 작습니다.

실리콘 포토닉스 기술은 일반적으로 저가, 단거리, 대량 제품(연간 100만 개 이상)에만 적합한 것으로 간주됩니다. 마스크와 개발 비용을 분산시키기 위해서는 많은 양의 웨이퍼 용량이 필요하다는 것이 널리 받아들여지고 있기 때문이다.실리콘 포토닉스 기술도시 간 지역 및 장거리 제품 응용 분야에서 성능이 크게 저하됩니다. 그러나 실제로는 그 반대가 사실이다. 저비용, 단거리, 고수율 응용 분야에서는 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL) 및직접 변조 레이저 (DML 레이저): 직접 변조된 레이저는 엄청난 경쟁 압력을 가하고 있으며, 레이저를 쉽게 통합할 수 없는 실리콘 기반 광자 기술의 약점은 큰 단점이 되었습니다. 대조적으로, 지하철, 장거리 애플리케이션에서는 실리콘 포토닉스 기술과 디지털 신호 처리(DSP)를 함께 통합하는 것을 선호하기 때문에(종종 고온 환경에서 발생) 레이저를 분리하는 것이 더 유리합니다. 또한, 코히어런트 검출 기술은 암전류가 국부 발진기 광전류보다 훨씬 작다는 문제 등 실리콘 포토닉스 기술의 단점을 상당 부분 보완할 수 있습니다. 동시에, 실리콘 포토닉스 기술은 가장 발전된 상보형 금속산화물 반도체(CMOS)보다 훨씬 큰 노드 크기를 사용하기 때문에 마스크와 개발 비용을 충당하기 위해 많은 양의 웨이퍼 용량이 필요하다고 생각하는 것도 잘못된 것입니다. 따라서 필요한 마스크와 생산 비용은 상대적으로 저렴합니다.