Оптоэлектрон интеграция ысулы

Оптоэлектронинтеграция ысулы

Интеграцияфотоникаһәм электроника - мәгълүмат эшкәртү системаларының мөмкинлекләрен яхшырту, тизрәк мәгълүмат тапшыру ставкаларын булдыру, энергияне азрак куллану һәм компакт җайланмалар конструкцияләрен булдыру, система дизайны өчен зур яңа мөмкинлекләр ачу өчен төп адым. Интеграция ысуллары гадәттә ике категориягә бүленә: монолит интеграция һәм күп чиплы интеграция.

Монолит интеграция
Монолит интеграция бер үк субстратта фотоник һәм электрон компонентлар җитештерүне үз эченә ала, гадәттә туры килгән материаллар һәм процесслар кулланып. Бу алым бер чип эчендә яктылык һәм электр арасында өзлексез интерфейс булдыруга юнәлтелгән.
Уңай яклары:
1. cзара бәйләнеш югалтуларын киметү: Фотоннарны һәм электрон компонентларны якынрак урнаштыру чиптан тыш тоташулар белән бәйле сигнал югалтуларын киметә.
2, Эшчәнлекнең яхшыруы: Көчлерәк интеграция сигнал юлларының кыска булуы һәм тоткарлыкның кимүе аркасында тизрәк мәгълүмат тапшыру тизлегенә китерергә мөмкин.
3, кечерәк зурлык: Монолит интеграция югары компактлы җайланмаларга мөмкинлек бирә, бу мәгълүмат үзәкләре яки кул җайланмалары кебек космик чикләнгән кушымталар өчен аеруча файдалы.
4, энергия куллануны киметү: аерым пакетларга һәм ерак араларга бәйләнешкә булган ихтыяҗны бетерегез, бу энергия таләпләрен сизелерлек киметә ала.
Авырлык:
1) Материаль яраклашу: Сыйфатлы электроннарны да, фотоник функцияләрне дә тәэмин итүче материаллар табу авыр булырга мөмкин, чөнки алар еш төрле сыйфатлар таләп итә.
2, процессның туры килүе: Электроника һәм фотоннарның төрле җитештерү процессларын бер субстратка бер компонентның эшләвен киметмичә берләштерү - катлаулы эш.
4, Катлаулы җитештерү: Электрон һәм фотононик структуралар өчен кирәк булган югары төгәллек җитештерүнең катлаулылыгын һәм бәясен арттыра.

Күп чиплы интеграция
Бу алым һәр функция өчен материаллар һәм процесслар сайлауда зуррак сыгылмалы булырга мөмкинлек бирә. Бу интеграциядә электрон һәм фотоник компонентлар төрле процесслардан килә, аннары бергә җыелып, уртак пакетка яки субстратка урнаштырыла (1 нче рәсем). Хәзер оптоэлектрон чиплар арасындагы бәйләү режимнарын санап китик. Туры бәйләнеш: Бу техника туры физик контактны һәм ике планар өслекне бәйләүне үз эченә ала, гадәттә молекуляр бәйләү көче, җылылык һәм басым ярдәмендә җиңеләйтелә. Бу гадилек өстенлеге һәм потенциаль бик түбән югалту бәйләнеше, ләкин төгәл тигезләнгән һәм чиста өслекләр таләп итә. Fiberепсел / торлау кушылмасы: Бу схемада җепсел яки җепсел массивы тигезләнгән һәм фотоник чипның читенә яки өслегенә бәйләнгән, яктылык чипка һәм тышка кушылырга мөмкинлек бирә. Торлау шулай ук ​​вертикаль кушылу өчен кулланыла ала, фотоник чип белән тышкы җепсел арасында яктылык җибәрүнең эффективлыгын күтәрә. Кремний тишекләре (TSV) һәм микро-бөкеләр: Кремний аша тишекләр кремний субстрат аша вертикаль үзара бәйләнеш, чипларны өч үлчәмдә урнаштырырга мөмкинлек бирә. Микро-конвекс нокталары белән берлектә, алар югары тыгызлыктагы интеграция өчен яраклы конфигурацияләрдә электрон һәм фотоник чиплар арасында электр бәйләнешенә ирешергә булышалар. Оптик арадашчы катламы: Оптик арадашчы катлам - оптик дулкын саклагычлары булган аерым субстрат, алар чиплар арасында оптик сигналларны юнәлтү өчен арадашчы булып хезмәт итәләр. Бу төгәл тигезләнергә һәм өстәмә пассив булырга мөмкинлек бирәоптик компонентлартоташу сыгылучылыгын арттыру өчен интеграцияләнергә мөмкин. Гибрид бәйләү: Бу алдынгы бәйләү технологиясе туры бәйләнеш һәм микро-бомба технологиясен берләштерә, чиплар һәм югары сыйфатлы оптик интерфейслар арасында югары тыгызлыктагы электр элемтәләренә ирешү өчен. Бу югары җитештерүчән оптоэлектрон ко-интеграция өчен аеруча өметле. Солдер бөке бәйләнеше: Флип чип бәйләнешенә охшаган, электр тоташулары булдыру өчен эретеп ябыштыручылар кулланыла. Ләкин, оптоэлектрон интеграция контекстында җылылык стрессы аркасында килеп чыккан фотоник компонентларга зыян китермәскә һәм оптик тигезләнүне сакларга аеруча игътибар бирелергә тиеш.

Рәсем 1 :: Электрон / фотон чип-чип бәйләү схемасы

Бу алымнарның өстенлекләре мөһим: CMOS дөньясы Мур Законындагы камилләштерүләрне дәвам иткәндә, CMOS яки Bi-CMOSның һәр буынын арзан кремний фотоник чипка тиз яраклаштырып, иң яхшы процессларның өстенлекләрен җыеп була. фотоника һәм электроника. Фотоника гадәттә бик кечкенә структуралар ясауны таләп итми (төп размерлары якынча 100 нанометр типик) һәм җайланмалар транзисторлар белән чагыштырганда зур булганга, икътисадый уйланулар фотоник җайланмаларны аерым процесста җитештерергә этәрәчәк, алга киткәннәрдән аерылган. соңгы продукт өчен кирәкле электроника.
Уңай яклары:
1, сыгылучылык: Электрон һәм фотоник компонентларның иң яхшы эшләвенә ирешү өчен төрле материаллар һәм процесслар мөстәкыйль кулланылырга мөмкин.
2, процесс җитлеккәнлеге: һәр компонент өчен җитлеккән җитештерү процессларын куллану җитештерүне гадиләштерә һәм чыгымнарны киметә ала.
3, яңарту һәм хезмәт күрсәтү җиңелрәк: компонентларны аеру аерым компонентларны бөтен системага тәэсир итмичә алыштырырга яки яңартырга мөмкинлек бирә.
Авырлык:
1, үзара бәйләнешне югалту: Чиптан тыш тоташу өстәмә сигнал югалту кертә һәм катлаулы тигезләү процедураларын таләп итә ала.
2, арткан катлаулылык һәм зурлык: Аерым компонентлар өстәмә төрү һәм үзара бәйләнешне таләп итәләр, нәтиҗәдә зурлыклар һәм потенциаль чыгымнар.
3, энергияне күбрәк куллану: Озын сигнал юллары һәм өстәмә төрү монолит интеграция белән чагыштырганда көч таләпләрен арттырырга мөмкин.
Йомгаклау:
Монолит һәм күп чиплы интеграцияне сайлау, куллану максатларына, зурлык чикләүләренә, бәяне исәпкә алуга, технология җитлеккәнлеген кертеп, куллануга хас таләпләргә бәйле. Manufacturingитештерү катлаулылыгына карамастан, монолит интеграция экстремаль миниатюризацияне, аз энергия куллануны һәм югары тизлектә мәгълүмат тапшыруны таләп итә торган кушымталар өчен отышлы. Киресенчә, күп чиплы интеграция зуррак дизайн сыгылучылыгы тәкъдим итә һәм булган җитештерү мөмкинлекләрен куллана, бу факторлар катырак интеграция өстенлекләреннән өстен булган кушымталар өчен яраклы итә. Тикшеренүләр барган саен, ике стратегия элементларын берләштергән гибрид алымнар шулай ук ​​система эшчәнлеген оптимальләштерү өчен өйрәнелә, шул ук вакытта һәр алым белән бәйле проблемаларны йомшарту.