Wafer LNOI (Lithium Niobate pada Isolator) Telekomunikasi Penginderaan Elektro-Optik Tinggi
Diagram Rinci
Ringkasan
Di dalam kotak wafer terdapat alur-alur simetris yang dimensinya seragam untuk menopang kedua sisi wafer. Kotak kristal umumnya terbuat dari plastik PP transparan yang tahan terhadap suhu, keausan, dan listrik statis. Berbagai warna aditif digunakan untuk membedakan segmen proses logam dalam produksi semikonduktor. Karena ukuran kunci semikonduktor yang kecil, pola yang padat, dan persyaratan ukuran partikel yang sangat ketat dalam produksi, kotak wafer harus dijamin bersih agar dapat terhubung ke rongga reaksi kotak lingkungan mikro dari berbagai mesin produksi.
Metodologi Fabrikasi
Pembuatan wafer LNOI terdiri dari beberapa langkah yang tepat:
Langkah 1: Implantasi Ion HeliumIon helium dimasukkan ke dalam kristal LN massal menggunakan implan ion. Ion-ion ini menempel pada kedalaman tertentu, membentuk bidang yang melemah yang pada akhirnya akan memudahkan pelepasan film.
Langkah 2: Pembentukan Substrat DasarWafer silikon atau LN terpisah dioksidasi atau dilapisi dengan SiO2 menggunakan PECVD atau oksidasi termal. Permukaan atasnya diratakan untuk ikatan optimal.
Langkah 3: Pengikatan LN ke SubstratKristal LN yang diimplantasikan dengan ion dibalik dan direkatkan ke wafer dasar menggunakan ikatan wafer langsung. Dalam penelitian, benzosiklobutena (BCB) dapat digunakan sebagai perekat untuk menyederhanakan ikatan dalam kondisi yang lebih longgar.
Langkah 4: Perlakuan Termal dan Pemisahan FilmAnil mengaktifkan pembentukan gelembung pada kedalaman implan, memungkinkan pemisahan lapisan tipis (lapisan LN atas) dari massa. Tenaga mekanis digunakan untuk menyelesaikan pengelupasan.
Langkah 5: Pemolesan PermukaanPemolesan Kimia Mekanis (CMP) diterapkan untuk menghaluskan permukaan LN atas, meningkatkan kualitas optik dan hasil perangkat.
Parameter Teknis
| Bahan | Optik Nilai LiNbO3 wafes(Putih or Hitam) | |
| Keingintahuan Suhu | 1142±0,7℃ | |
| Pemotongan Sudut | X/Y/Z dll | |
| Diameter/ukuran | 2”/3”/4” ±0,03 mm | |
| Tol(±) | <0,20 mm ±0,005 mm | |
| Ketebalan | 0,18～0,5mm atau lebih | |
| Utama Datar | 16mm/22mm/32mm | |
| TTV | <3μm | |
| Busur | -30 | |
| Melengkung | <40μm | |
| Orientasi Datar | Semua tersedia | |
| Permukaan Jenis | Satu Sisi Dipoles (SSP)/Dua Sisi Dipoles (DSP) | |
| dipoles samping Ra | <0,5nm | |
| S/D | 20/10 | |
| Tepian Kriteria | R=0,2 mm Tipe C or Hidung banteng | |
| Kualitas | Bebas of retakan(gelembung) Dan inklusi) | |
| Optik dibius | Mg/Fe/Zn/MgO dll. untuk optik nilai LN wafer tipis per diminta | |
| Kue wafer Permukaan Kriteria | Indeks bias | No=2,2878/Ne=2,2033 @metode penggandeng prisma/panjang gelombang 632nm. |
| Kontaminasi, | Tidak ada | |
| Partikel c>0,3μ m | <=30 | |
| Gores, Terkelupas | Tidak ada | |
| Cacat | Tidak ada retak tepi, goresan, bekas gergaji, noda | |
| Kemasan | Jumlah/Kotak wafer | 25 pcs per kotak |
Kasus Penggunaan
Karena fleksibilitas dan kinerjanya, LNOI digunakan di berbagai industri:
Fotonik:Modulator kompak, multiplexer, dan sirkuit fotonik.
RF/Akustik:Modulator akustik-optik, filter RF.
Komputasi Kuantum:Pencampur frekuensi nonlinier dan generator pasangan foton.
Pertahanan & Dirgantara:Giroskop optik dengan kehilangan rendah, perangkat penggeser frekuensi.
Alat kesehatan:Biosensor optik dan probe sinyal frekuensi tinggi.
Tanya Jawab Umum
T: Mengapa LNOI lebih disukai daripada SOI dalam sistem optik?
A:LNOI memiliki koefisien elektro-optik yang unggul dan rentang transparansi yang lebih luas, memungkinkan kinerja yang lebih tinggi dalam sirkuit fotonik.
T: Apakah CMP wajib setelah pemisahan?
A:Ya. Permukaan LN yang terekspos kasar setelah pengirisan ion dan harus dipoles agar memenuhi spesifikasi tingkat optik.
T: Berapa ukuran wafer maksimum yang tersedia?
A:Wafer LNOI komersial terutama berukuran 3” dan 4”, meskipun beberapa pemasok mengembangkan varian 6”.
T: Dapatkah lapisan LN digunakan kembali setelah pemisahan?
A:Kristal dasar dapat dipoles ulang dan digunakan kembali beberapa kali, meskipun kualitasnya dapat menurun setelah beberapa siklus.
T: Apakah wafer LNOI kompatibel dengan pemrosesan CMOS?
A:Ya, mereka dirancang agar selaras dengan proses fabrikasi semikonduktor konvensional, terutama saat menggunakan substrat silikon.
