광자 통합 회로 (PIC) 재료 시스템
실리콘 광자는 실리콘 재료를 기반으로 평면 구조를 사용하여 다양한 기능을 달성하기 위해 빛을 지휘하는 징계입니다. 우리는 광섬유 통신을위한 송신기 및 수신기를 만드는 데 실리콘 광자를 적용하는 데 중점을 둡니다. 주어진 대역폭, 주어진 발자국 및 주어진 비용 증가에 더 많은 전송을 추가 할 필요가 있기 때문에 실리콘 광자는 경제적으로 건전 해집니다. 광학 부품의 경우광자 통합 기술사용해야하며 오늘날 대부분의 코 히어 런트 트랜시버는 별도의 Linbo3/ Planar Light-Wave Circuit (PLC) 변조기 및 INP/ PLC 수신기를 사용하여 구축됩니다.
그림 1 : 일반적으로 사용되는 광자 통합 회로 (PIC) 재료 시스템을 보여줍니다.
그림 1은 가장 인기있는 PIC 재료 시스템을 보여줍니다. 왼쪽에서 오른쪽으로는 실리콘 기반 실리카 그림 (PLC라고도 함), 실리콘 기반 절연체 PIC (실리콘 포토닉스), 리튬 니오 베이트 (Linbo3) 및 III-V 그룹 사진, 예컨대 INP 및 GAA와 같은 III-V 그룹 사진이 있습니다. 이 논문은 실리콘 기반 광자에 중점을 둡니다. ~ 안에실리콘 광자, 광 신호는 주로 실리콘으로 이동하며, 이는 1.12 전자 볼트의 간접 밴드 갭 (1.1 미크론의 파장)을 갖는다. 실리콘은 퍼니스에서 순수한 결정의 형태로 자라서 웨이퍼로 자릅니다. 오늘날은 일반적으로 직경이 300mm입니다. 웨이퍼 표면은 산화되어 실리카 층을 형성한다. 웨이퍼 중 하나는 수소 원자가 특정 깊이로 충격을받습니다. 그런 다음 두 웨이퍼는 진공 상태에서 융합되고 산화물 층은 서로 결합됩니다. 어셈블리는 수소 이온 이식 라인을 따라 파손됩니다. 그런 다음 균열의 실리콘 층이 연마되어 결국 실리카 층 상단의 온전한 실리콘 "핸들"웨이퍼 위에 얇은 결정질 Si 층을 남겨 둡니다. 도파관은이 얇은 결정 층으로부터 형성된다. 이러한 실리콘 기반 절연체 (SOI) 웨이퍼는 저 손실 실리콘 광자 도파관을 가능하게하지만 실제로는 낮은 누출 전류로 인해 저전력 CMOS 회로에서 더 일반적으로 사용됩니다.
도 2에 도시 된 바와 같이, 실리콘 기반 광 도파관에는 많은 가능한 형태의 실리콘 기반 광 도파관이있다. 이들은 현미경 게르마늄 도핑 된 실리카 도파관에서 나노 스케일 실리콘 와이어 도파관에 이르기까지 다양하다. 게르마늄을 혼합하여 만들 수 있습니다광 검출기및 전기 흡수변조기및 아마도 광학 증폭기. 도핑 실리콘, an광학 변조기만들 수 있습니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 바닥은 실리콘 와이어 도파관, 실리콘 질화물 도파관, 실리콘 옥시 니트리 드라이드 도파관, 두꺼운 실리콘 릿지 도파관, 얇은 실리콘 질화물 도파관 및 도핑 실리콘 도파관이다. 왼쪽에서 오른쪽으로 상단에는 고갈 조절제, 게르마늄 광 검출기 및 게르마늄이 있습니다.광학 증폭기.
그림 2 : 전형적인 전파 손실 및 굴절률을 보여주는 실리콘 기반 광 도파관 시리즈의 단면.
후 시간 : 7 월 -15-2024