Параўнанне сістэм матэрыялаў фатонных інтэгральных схем

Параўнанне сістэм матэрыялаў фатонных інтэгральных схем
На малюнку 1 паказана параўнанне дзвюх матэрыяльных сістэм: індыя, фосфару (InP) і крэмнію (Si). Рэдкасць індыя робіць InP больш дарагім матэрыялам, чым Si. Паколькі схемы на аснове крэмнію патрабуюць меншага эпітаксіяльнага росту, выхад схем на аснове крэмнію звычайна вышэйшы, чым у схем на аснове InP. У схемах на аснове крэмнію германій (Ge), які звычайна выкарыстоўваецца толькі ўФотадэтэктар(датчыкі святла), патрабуе эпітаксіяльнага росту, у той час як у сістэмах InP нават пасіўныя хваляводы павінны быць падрыхтаваны шляхам эпітаксіяльнага росту. Эпітаксіяльны рост, як правіла, мае больш высокую шчыльнасць дэфектаў, чым рост монакрышталяў, напрыклад, з крышталічнага злітка. Хваляводы InP маюць высокі кантраст паказчыка праламлення толькі ў папярочным кірунку, у той час як хваляводы на аснове крэмнію маюць высокі кантраст паказчыка праламлення як у папярочным, так і ў падоўжным кірунку, што дазваляе прыладам на аснове крэмнію дасягаць меншых радыусаў выгібу і іншых больш кампактных структур. InGaAsP мае прамую забароненую зону, у той час як Si і Ge яе не маюць. У выніку сістэмы матэрыялаў InP пераўзыходзяць з пункту гледжання эфектыўнасці лазера. Уласныя аксіды сістэм InP не такія стабільныя і трывалыя, як уласныя аксіды Si, дыяксід крэмнію (SiO2). Крэмній з'яўляецца больш трывалым матэрыялам, чым InP, што дазваляе выкарыстоўваць большыя памеры пласцін, г.зн. ад 300 мм (неўзабаве будзе павялічана да 450 мм) у параўнанні з 75 мм у InP. InPмадулятарызвычайна залежаць ад квантава-абмежаванага эфекту Штарка, які адчувальны да тэмпературы з-за руху краю зоны, выкліканага тэмпературай. У адрозненне ад гэтага, тэмпературная залежнасць мадулятараў на аснове крэмнію вельмі малая.

Тэхналогія крэмніевай фатонікі звычайна лічыцца прыдатнай толькі для недарагіх, кароткасярыяльных і вялікіх аб'ёмаў прадукцыі (больш за 1 мільён штук у год). Гэта звязана з тым, што шырока прызнаецца, што для размеркавання выдаткаў на маскі і распрацоўку патрабуецца вялікая колькасць пласцін.тэхналогія крэмніевай фатонікімае значныя недахопы ў прадукцыйнасці пры перавозцы прадуктаў паміж гарадамі, рэгіянальных і міжгародніх перавозках. Аднак на самой справе ўсё наадварот. У недарагіх, кароткабаковых і высокапрадукцыйных прымяненнях лазер з вертыкальным рэзанатарам паверхневага выпраменьвання (VCSEL) ілазер з прамой мадуляцыяй (DML-лазер) : непасрэдна мадуляваны лазер стварае велізарны канкурэнтны ціск, і слабасць крэмніевай фатонічнай тэхналогіі, якая не можа лёгка інтэграваць лазеры, стала істотным недахопам. Наадварот, у метрапалітэнскіх і міжгародніх прымяненнях, з-за перавагі інтэграцыі тэхналогіі крэмніевай фатонікі і лічбавай апрацоўкі сігналаў (DSP) разам (што часта адбываецца ў асяроддзях з высокай тэмпературай), больш выгадна аддзяліць лазер. Акрамя таго, тэхналогія кагерэнтнага дэтэктавання можа ў значнай ступені кампенсаваць недахопы тэхналогіі крэмніевай фатонікі, такія як праблема таго, што цёмны ток значна меншы за фотаток лакальнага генератара. У той жа час таксама няправільна думаць, што для пакрыцця выдаткаў на маску і распрацоўку неабходная вялікая ёмістасць пласцін, таму што тэхналогія крэмніевай фатонікі выкарыстоўвае памеры вузлоў, якія значна большыя, чым у самых перадавых камплементарных паўправадніковых транзістарах на аснове металаксідаў (КМАП), таму неабходныя маскі і вытворчыя цыклы адносна танныя.