Wafer LNOI (Lithium Niobate pada Isolator) Telekomunikasi Penginderaan Elektro-Optik Tinggi
Diagram Terperinci
Ringkasan
Di dalam kotak wafer terdapat alur simetris, yang dimensinya sangat seragam untuk menopang kedua sisi wafer. Kotak kristal umumnya terbuat dari bahan plastik PP transparan yang tahan terhadap suhu, keausan, dan listrik statis. Warna aditif yang berbeda 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 memiliki lingkungan yang bersih untuk terhubung ke rongga reaksi kotak lingkungan mikro dari berbagai mesin produksi.
Metodologi Fabrikasi
Pembuatan wafer LNOI terdiri dari beberapa langkah yang tepat:
Langkah 1: Implan Ion HeliumIon helium dimasukkan ke dalam kristal LN massal menggunakan alat penanam ion. Ion-ion ini menempel pada kedalaman tertentu, membentuk bidang yang melemah yang pada akhirnya akan mempermudah pelepasan lapisan film.
Langkah 2: Pembentukan Substrat DasarSebuah wafer silikon atau LN terpisah dioksidasi atau dilapisi dengan SiO2 menggunakan PECVD atau oksidasi termal. Permukaan atasnya diratakan untuk pengikatan yang optimal.
Langkah 3: Pengikatan LN ke SubstratKristal LN yang diimplantasi ion dibalik dan ditempelkan ke wafer dasar menggunakan pengikatan wafer langsung. Dalam lingkungan penelitian, benzosiklobutena (BCB) dapat digunakan sebagai perekat untuk menyederhanakan pengikatan dalam kondisi yang kurang ketat.
Langkah 4: Perlakuan Termal dan Pemisahan FilmProses anil mengaktifkan pembentukan gelembung pada kedalaman implantasi, memungkinkan pemisahan lapisan tipis (lapisan LN atas) dari bagian utama. Gaya mekanik digunakan untuk menyelesaikan pengelupasan.
Langkah 5: Pemolesan PermukaanPemolesan Mekanik Kimia (CMP) diterapkan untuk menghaluskan permukaan LN bagian atas, sehingga meningkatkan kualitas optik dan hasil produksi perangkat.
Parameter Teknis
| Bahan | Optik Nilai LiNbO3 wafe (Putih) or Hitam) | |
| Curie Suhu | 1142±0,7℃ | |
| Pemotongan Sudut | X/Y/Z dan seterusnya | |
| Diameter/ukuran | 2”/3”/4” ±0,03mm | |
| Tol(±) | <0,20 mm ±0,005 mm | |
| Ketebalan | 0,18～0,5 mm atau lebih | |
| Utama Datar | 16mm/22mm/32mm | |
| TTV | <3μm | |
| Busur | -30 | |
| Melengkung | <40μm | |
| Orientasi Datar | Semua tersedia | |
| Permukaan Jenis | Dipoles Satu Sisi (SSP)/Dipoles Dua Sisi (DSP) | |
| Dipoles samping Ra | <0,5 nm | |
| S/D | 20/10 | |
| Tepian Kriteria | R=0,2 mm Tipe C or Hidung banteng | |
| Kualitas | Bebas of retak (gelembung) Dan inklusi) | |
| Optik didoping | Mg/Fe/Zn/MgO dll. untuk optik nilai LN lempengan per diminta | |
| Kue wafer Permukaan Kriteria | Indeks bias | No=2.2878/Ne=2.2033 pada panjang gelombang 632nm/metode kopler prisma. |
| Kontaminasi, | Tidak ada | |
| Partikel c>0,3μ m | <=30 | |
| Goresan, Pengelupasan | Tidak ada | |
| Cacat | Tidak ada retakan di tepi, goresan, bekas gergaji, atau noda. | |
| Kemasan | Jumlah/Kotak wafer | 25 buah per kotak |
Kasus Penggunaan
Karena keserbagunaan dan kinerjanya, LNOI digunakan di berbagai industri:
Fotonika:Modulator, multiplekser, dan sirkuit fotonik yang ringkas.
RF/Akustik:Modulator akustik-optik, filter RF.
Komputasi Kuantum:Pencampur frekuensi nonlinier dan generator pasangan foton.
Pertahanan & Dirgantara:Giroskop optik rugi rendah, perangkat penggeser frekuensi.
Alat kesehatan:Biosensor optik dan probe sinyal frekuensi tinggi.
Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)
T: Mengapa LNOI lebih disukai daripada SOI dalam sistem optik?
A:LNOI memiliki koefisien elektro-optik yang unggul dan rentang transparansi yang lebih luas, sehingga memungkinkan kinerja yang lebih tinggi dalam sirkuit fotonik.
T: Apakah CMP wajib setelah pemisahan?
A:Ya. Permukaan LN yang terpapar menjadi kasar setelah pemotongan ion dan harus dipoles agar memenuhi spesifikasi kelas optik.
T: Berapa ukuran wafer maksimum yang tersedia?
A:Wafer LNOI komersial umumnya berukuran 3” dan 4”, meskipun beberapa pemasok sedang mengembangkan varian 6”.
T: Dapatkah lapisan LN digunakan kembali setelah pemisahan?
A:Kristal dasar dapat dipoles ulang dan digunakan kembali beberapa kali, meskipun kualitasnya mungkin menurun setelah beberapa siklus.
T: Apakah wafer LNOI kompatibel dengan pemrosesan CMOS?
A:Ya, desainnya dirancang agar selaras dengan proses fabrikasi semikonduktor konvensional, terutama ketika substrat silikon digunakan.
