LNOI-wafer (litiumniobat på isolator) Telekommunikasjonsføling Høy elektrooptisk
Detaljert diagram
Oversikt
Inne i waferboksen er det symmetriske spor, hvis dimensjoner er strengt ensartede for å støtte de to sidene av waferen. Krystallboksen er vanligvis laget av gjennomskinnelig PP-plastmateriale som er motstandsdyktig mot temperatur, slitasje og statisk elektrisitet. Ulike farger av tilsetningsstoffer brukes for å skille metallprosesssegmenter i halvlederproduksjon. På grunn av den lille nøkkelstørrelsen til halvledere, tette mønstre og svært strenge krav til partikkelstørrelse i produksjonen, må waferboksen garanteres et rent miljø for å koble til mikromiljøboksens reaksjonshulrom i forskjellige produksjonsmaskiner.
Fabrikasjonsmetodikk
Fremstillingen av LNOI-wafere består av flere presise trinn:
Trinn 1: HeliumionimplantasjonHeliumioner introduseres i en bulk LN-krystall ved hjelp av en ioneimplanter. Disse ionene fester seg på en bestemt dybde og danner et svekket plan som til slutt vil legge til rette for at filmen løsner.
Trinn 2: Dannelse av basissubstratEn separat silisium- eller LN-skive oksideres eller lagdeles med SiO2 ved hjelp av PECVD eller termisk oksidasjon. Toppflaten planariseres for optimal binding.
Trinn 3: Binding av LN til substratDen ionimplanterte LN-krystallen vendes og festes til basewaferen ved hjelp av direkte waferbinding. I forskningssammenheng kan benzocyklobuten (BCB) brukes som et lim for å forenkle binding under mindre strenge forhold.
Trinn 4: Termisk behandling og filmseparasjonAnnealing aktiverer bobledannelse på implantatdybden, noe som muliggjør separasjon av den tynne filmen (øverste LN-lag) fra bulken. Mekanisk kraft brukes til å fullføre eksfolieringen.
Trinn 5: OverflatepoleringKjemisk-mekanisk polering (CMP) brukes for å glatte ut den øvre overflaten av LN, noe som forbedrer den optiske kvaliteten og enhetsutbyttet.
Tekniske parametere
| Materiale | Optisk Karakter LiNbO3 vafler (hvit or Svart) | |
| Curie Temp. | 1142 ± 0,7 ℃ | |
| Skjæring 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 mer | |
| Primær Flat | 16 mm/22 mm/32 mm | |
| TTV | <3 μm | |
| Bue | -30 | |
| Forvrengning | <40 μm | |
| Orientering Flat | Alle tilgjengelige | |
| Flate Type | Enkeltsidet polert (SSP) / dobbeltsidet polert (DSP) | |
| Polert side Ra | <0,5 nm | |
| S/D | 20/10 | |
| Kant Kriterier | R=0,2 mm C-type or Bullnose | |
| Kvalitet | Gratis of sprekk (bobler og inkluderinger) | |
| Optisk dopet | Mg/Fe/Zn/MgO osv. til optisk karakter LN vafler per forespurt | |
| Vaffel Flate Kriterier | Brytningsindeks | Nei=2,2878/Ne=2,2033 @632 nm bølgelengde/prismekoblermetode. |
| Forurensning, | Ingen | |
| Partikler c>0,3μ m | <=30 | |
| Riper, avskalling | Ingen | |
| Mangel | Ingen kantsprekker, riper, sagmerker eller flekker | |
| Emballasje | Antall/Waferboks | 25 stk per eske |
Brukstilfeller
På grunn av sin allsidighet og ytelse brukes LNOI i en rekke bransjer:
Fotonikk:Kompakte modulatorer, multipleksere og fotoniske kretser.
RF/akustikk:Akustooptiske modulatorer, RF-filtre.
Kvanteberegning:Ikke-lineære frekvensmiksere og fotonpargeneratorer.
Forsvar og romfart:Optiske gyroer med lavt tap, frekvensskiftende enheter.
Medisinsk utstyr:Optiske biosensorer og høyfrekvente signalprober.
Vanlige spørsmål
Spørsmål: Hvorfor er LNOI foretrukket fremfor SOI i optiske systemer?
A:LNOI har overlegne elektrooptiske koeffisienter og et bredere transparensområde, noe som muliggjør høyere ytelse i fotoniske kretser.
Spørsmål: Er CMP obligatorisk etter oppdeling?
A:Ja. Den eksponerte LN-overflaten er ru etter ionskutting og må poleres for å oppfylle spesifikasjonene for optisk kvalitet.
Q: Hva er den maksimale tilgjengelige waferstørrelsen?
A:Kommersielle LNOI-wafere er primært 3” og 4” selv om noen leverandører utvikler 6” varianter.
Spørsmål: Kan LN-laget brukes på nytt etter deling?
A:Basiskrystallen kan poleres på nytt og brukes om igjen flere ganger, selv om kvaliteten kan forringes etter flere sykluser.
Spørsmål: Er LNOI-wafere kompatible med CMOS-prosessering?
A:Ja, de er designet for å samsvare med konvensjonelle halvlederfabrikasjonsprosesser, spesielt når silisiumsubstrater brukes.
