Оптоэлектрон интеграцияләү ысулы

Оптоэлектроникаинтеграцияләү ысулы

Интеграциясефотоникаһәм электроника мәгълүмат эшкәртү системаларының мөмкинлекләрен яхшырту, тизрәк мәгълүмат тапшыру тизлеген, түбән энергия куллануны һәм компактрак җайланмалар конструкцияләрен булдыруны тәэмин итү, шулай ук ​​система дизайны өчен зур яңа мөмкинлекләр ачуда төп адым булып тора. Интеграция ысуллары, гадәттә, ике категориягә бүленә: монолит интеграция һәм күп чиплы интеграция.

Монолит интеграциясе
Монолит интеграциясе фотоник һәм электрон компонентларны бер үк субстратта җитештерүне үз эченә ала, гадәттә туры килә торган материаллар һәм процесслар кулланып. Бу алым бер чип эчендә яктылык һәм электр энергиясе арасында өзлексез интерфейс булдыруга юнәлтелгән.
Өстенлекләре:
1. Тоташу югалтуларын киметү: Фотоннарны һәм электрон компонентларны якын урнаштыру чиптан тыш тоташулар белән бәйле сигнал югалтуларын минимальләштерә.
2, Яхшыртылган эшчәнлек: Тыгызрак интеграция сигнал юлларының кыскаруы һәм тоткарлыкның кимүе аркасында мәгълүмат тапшыру тизлеген арттырырга мөмкин.
3, Кечерәк үлчәм: Монолит интеграция бик компакт җайланмалар кулланырга мөмкинлек бирә, бу, бигрәк тә, мәгълүмат үзәкләре яки кул җайланмалары кебек чикләнгән киңлекле кушымталар өчен файдалы.
4, энергия куллануны киметү: аерым пакетлар һәм ерак арадагы тоташуларга ихтыяҗны бетерү, бу энергия таләпләрен сизелерлек киметергә мөмкин.
Чакыру:
1) Материаллар туры килүчәнлеге: Югары сыйфатлы электроннарны да, фотон функцияләрен дә хуплый торган материалларны табу авыр булырга мөмкин, чөнки алар еш кына төрле үзлекләр таләп итә.
2, процессларның туры килүе: Бер үк субстратта электроника һәм фотоннарның төрле җитештерү процессларын бер компонентның эшчәнлеген начарайтмыйча интеграцияләү - катлаулы бурыч.
4, Катлаулы җитештерү: Электрон һәм фотононик структуралар өчен кирәкле югары төгәллек җитештерүнең катлаулылыгын һәм бәясен арттыра.

Күп чиплы интеграция
Бу алым һәр функция өчен материаллар һәм процессларны сайлауда зуррак сыгылучанлык бирә. Бу интеграциядә электрон һәм фотоник компонентлар төрле процесслардан килә, аннары бергә җыела һәм уртак төргәккә яки субстратка урнаштырыла (1 нче рәсем). Хәзер оптоэлектрон чиплар арасындагы бәйләнеш режимнарын санап үтик. Туры бәйләнеш: Бу ысул ике яссы өслекнең туры физик контактын һәм бәйләнешен үз эченә ала, гадәттә молекуляр бәйләнеш көчләре, җылылык һәм басым ярдәмендә җиңеләйтелә. Аның гадилеге һәм потенциаль рәвештә бик түбән югалту тоташулары өстенлекле, ләкин төгәл тигезләнгән һәм чиста өслекләр таләп ителә. Җепсел/рәшәткә тоташтыру: Бу схемада җепсел яки җепсел массивы фотоник чипның кырыена яки өслегенә тигезләнә һәм бәйләнешле, яктылыкның чип эченә һәм тышына тоташтырылуына мөмкинлек бирә. Рәшәткә шулай ук ​​вертикаль тоташтыру өчен дә кулланылырга мөмкин, фотоник чип һәм тышкы җепсел арасында яктылык үткәрү нәтиҗәлелеген арттыра. Кремний аша тишекләр (TSV) һәм микро-бөрелешләр: Кремний аша тишекләр - кремний субстраты аша вертикаль тоташтыргычлар, чипларны өч үлчәмдә өеп куярга мөмкинлек бирә. Микро-кабарык нокталар белән берләштерелгәндә, алар югары тыгызлыктагы интеграция өчен яраклы катламлы конфигурацияләрдә электрон һәм фотоник чиплар арасында электр тоташуларына ирешергә ярдәм итә. Оптик арадаш катлам: Оптик арадаш катлам - оптик дулкын үткәргечләрен үз эченә алган аерым субстрат, алар чиплар арасында оптик сигналларны юнәлтү өчен арадашчы булып хезмәт итә. Ул төгәл тигезләү һәм өстәмә пассивлык мөмкинлеген бирә.оптик компонентлартоташуның сыгылмалылыгын арттыру өчен интеграцияләнергә мөмкин. Гибрид бәйләнеш: Бу алдынгы бәйләнеш технологиясе чиплар һәм югары сыйфатлы оптик интерфейслар арасында югары тыгызлыктагы электр тоташуларына ирешү өчен туры бәйләнешне һәм микро-бөгеш технологиясен берләштерә. Ул, аеруча, югары җитештерүчән оптоэлектрон ко-интеграция өчен өметле. Паяпкыч төймәсе бәйләнеше: Чип бәйләвенә охшаш рәвештә, паяпкыч төймәсе электр тоташуларын булдыру өчен кулланыла. Ләкин, оптоэлектрон интеграция контекстында, термик көчәнеш аркасында фотоник компонентларга зыян китермәүгә һәм оптик тигезләнешне сакларга аерым игътибар бирергә кирәк.

1 нче рәсем: : Электрон/фотон чип-чип бәйләнеш схемасы

Бу алымнарның файдасы зур: CMOS дөньясы Мур законындагы яхшыруларны дәвам иткәнлектән, CMOS яки Bi-CMOS-ның һәр буынын арзан кремний фотоник чипка тиз җайлаштырырга мөмкин булачак, фотоника һәм электроникадагы иң яхшы процессларның файдасын күрергә мөмкин булачак. Фотоника, гадәттә, бик кечкенә структуралар ясауны таләп итмәгәнгә (төп зурлыклары якынча 100 нанометр) һәм җайланмалар транзисторлар белән чагыштырганда зур булганга күрә, икътисади карашлар фотоник җайланмаларны соңгы продукт өчен кирәкле алдынгы электроникадан аерым, аерым процесста җитештерүгә этәрәчәк.
Өстенлекләре:
1, сыгылмалылык: Электрон һәм фотоник компонентларның иң яхшы эшчәнлегенә ирешү өчен төрле материаллар һәм процесслар мөстәкыйль рәвештә кулланылырга мөмкин.
2, процесс өлгерүе: һәр компонент өчен өлгергән җитештерү процессларын куллану җитештерүне гадиләштерергә һәм чыгымнарны киметергә мөмкин.
3, җиңелрәк яңарту һәм хезмәт күрсәтү: Компонентларны аеру, бөтен системага тәэсир итмичә, аерым компонентларны җиңелрәк алыштырырга яки яңартырга мөмкинлек бирә.
Чакыру:
1, тоташу югалтуы: Чиптан тыш тоташу өстәмә сигнал югалтуына китерә һәм катлаулы тигезләү процедураларын таләп итәргә мөмкин.
2, катлаулану һәм зурлык арту: Аерым компонентлар өстәмә төрү һәм тоташтырулар таләп итә, бу зуррак зурлыкларга һәм потенциаль рәвештә югарырак чыгымнарга китерә.
3, югарырак энергия куллану: Озынрак сигнал юллары һәм өстәмә төргәкләү монолит интеграция белән чагыштырганда энергия таләпләрен арттырырга мөмкин.
Йомгаклау:
Монолит һәм күп чиплы интеграция арасында сайлау кушымтага хас таләпләргә, шул исәптән эшчәнлек максатларына, зурлык чикләүләренә, чыгымнарга һәм технологиянең өлгерүенә бәйле. Җитештерү катлаулылыгына карамастан, монолит интеграция бик миниатюризация, аз энергия куллану һәм югары тизлектә мәгълүмат тапшыру таләп итә торган кушымталар өчен отышлы. Киресенчә, күп чиплы интеграция зуррак дизайн сыгылмалылыгы тәкъдим итә һәм булган җитештерү мөмкинлекләрен куллана, бу факторлар тыгызрак интеграциянең өстенлекләреннән өстен булган кушымталар өчен яраклы итә. Тикшеренүләр алга барган саен, һәр ысул белән бәйле кыенлыкларны киметү белән беррәттән, система эшчәнлеген оптимальләштерү өчен ике стратегиянең элементларын берләштергән гибрид алымнар да өйрәнелә.