LNOI-wafer (lithiumniobat på isolator) Telekommunikationsregistrering Høj elektrooptisk
Detaljeret diagram
Oversigt
Inde i waferkassen er der symmetriske riller, hvis dimensioner er strengt ensartede for at understøtte de to sider af waferen. Krystalkassen er generelt lavet af gennemskinneligt PP-plastmateriale, der er modstandsdygtigt over for temperatur, slid og statisk elektricitet. Forskellige farver af tilsætningsstoffer bruges til at skelne mellem metalprocessegmenter i halvlederproduktion. På grund af halvledernes lille nøglestørrelse, tætte mønstre og meget strenge krav til partikelstørrelse i produktionen skal waferkassen garanteres et rent miljø for at kunne forbindes med mikromiljøkassens reaktionshulrum i forskellige produktionsmaskiner.
Fremstillingsmetodik
Fremstillingen af LNOI-wafere består af flere præcise trin:
Trin 1: HeliumionimplantationHeliumioner introduceres i en bulk LN-krystal ved hjælp af en ionimplanter. Disse ioner sætter sig fast i en bestemt dybde og danner et svækket plan, der i sidste ende vil fremme filmafløsning.
Trin 2: Dannelse af basissubstratEn separat silicium- eller LN-wafer oxideres eller lagdeles med SiO2 ved hjælp af PECVD eller termisk oxidation. Dens overflade planeres for optimal binding.
Trin 3: Binding af LN til substratDen ionimplanterede LN-krystal vendes og fastgøres til basiswaferen ved hjælp af direkte waferbinding. I forskningssammenhænge kan benzocyclobuten (BCB) bruges som et klæbemiddel for at forenkle binding under mindre strenge betingelser.
Trin 4: Termisk behandling og filmseparationUdglødning aktiverer bobledannelse i den implanterede dybde, hvilket muliggør adskillelse af den tynde film (øverste LN-lag) fra bulken. Mekanisk kraft anvendes til at fuldføre eksfolieringen.
Trin 5: OverfladepoleringKemisk-mekanisk polering (CMP) anvendes til at udglatte den øverste LN-overflade, hvilket forbedrer den optiske kvalitet og enhedens udbytte.
Tekniske parametre
| Materiale | Optisk Grad LiNbO3 vafler (hvid or Sort) | |
| Curie Temp. | 1142±0,7℃ | |
| Skæring Vinkel | X/Y/Z osv. | |
| Diameter/størrelse | 2”/3”/4” ±0,03 mm | |
| Tol(±) | <0,20 mm ±0,005 mm | |
| Tykkelse | 0,18～0,5 mm eller mere | |
| Primær Flad | 16 mm/22 mm/32 mm | |
| TTV | <3 μm | |
| Sløjfe | -30 | |
| Forvridning | <40 μm | |
| Orientering Flad | Alle tilgængelige | |
| Overflade Type | Enkeltsidet poleret (SSP)/Dobbeltsidet poleret (DSP) | |
| Poleret side Ra | <0,5 nm | |
| S/D | 20/10 | |
| Kant Kriterier | R=0,2 mm C-type or Bullnose | |
| Kvalitet | Gratis of revne (bobler og inkluderinger) | |
| Optisk dopet | Mg/Fe/Zn/MgO osv. for optisk grad LN vafler om anmodet | |
| Vaffel Overflade Kriterier | Brydningsindeks | No=2,2878/Ne=2,2033 @632nm bølgelængde/prismekoblermetode. |
| Forurening, | Ingen | |
| Partikler c>0,3μ m | <=30 | |
| Ridse, afskalning | Ingen | |
| Defekt | Ingen kantrevner, ridser, savmærker eller pletter | |
| Emballage | Antal/vaffelæske | 25 stk. pr. æske |
Brugsscenarier
På grund af sin alsidighed og ydeevne anvendes LNOI på tværs af adskillige brancher:
Fotonik:Kompakte modulatorer, multipleksere og fotoniske kredsløb.
RF/Akustik:Akustooptiske modulatorer, RF-filtre.
Kvanteberegning:Ikke-lineære frekvensmixere og fotonpargeneratorer.
Forsvar og rumfart:Optiske gyroer med lavt tab, frekvensskiftende enheder.
Medicinsk udstyr:Optiske biosensorer og højfrekvente signalprober.
Ofte stillede spørgsmål
Q: Hvorfor foretrækkes LNOI frem for SOI i optiske systemer?
A:LNOI har overlegne elektrooptiske koefficienter og et bredere transparensområde, hvilket muliggør højere ydeevne i fotoniske kredsløb.
Q: Er CMP obligatorisk efter opdeling?
A:Ja. Den eksponerede LN-overflade er ru efter ionskæring og skal poleres for at opfylde specifikationerne for optisk kvalitet.
Q: Hvad er den maksimale tilgængelige waferstørrelse?
A:Kommercielle LNOI-wafere er primært 3” og 4”, selvom nogle leverandører udvikler 6” varianter.
Q: Kan LN-laget genbruges efter opdeling?
A:Basiskrystallen kan poleres og genbruges flere gange, selvom kvaliteten kan forringes efter flere cyklusser.
Q: Er LNOI-wafere kompatible med CMOS-behandling?
A:Ja, de er designet til at passe til konventionelle halvlederfremstillingsprocesser, især når der anvendes siliciumsubstrater.
