LNOI doštička (lítium-niobát na izolantu) Telekomunikačné senzory Vysoká elektrooptika
Podrobný diagram
Prehľad
Vo vnútri kryštálovej skrinky na doštičky sa nachádzajú symetrické drážky, ktorých rozmery sú prísne jednotné, aby podopierali obe strany doštičky. Kryštálová skrinka je zvyčajne vyrobená z priesvitného plastu PP, ktorý je odolný voči teplote, opotrebeniu a statickej elektrine. Na rozlíšenie segmentov kovového procesu pri výrobe polovodičov sa používajú rôzne farby prísad. Vzhľadom na malú veľkosť polovodičov, husté vzory a veľmi prísne požiadavky na veľkosť častíc vo výrobe musí byť v kryštálovej skrinke na doštičky zaručené čisté prostredie, aby sa mohla pripojiť k reakčnej dutine mikroprostredia rôznych výrobných strojov.
Metodika výroby
Výroba LNOI doštičiek pozostáva z niekoľkých presných krokov:
Krok 1: Implantácia héliových iónovIóny hélia sa zavádzajú do objemového kryštálu LN pomocou iónového implantátora. Tieto ióny sa usadzujú v určitej hĺbke a vytvárajú oslabenú rovinu, ktorá nakoniec uľahčí oddelenie filmu.
Krok 2: Tvorba základného substrátuSamostatný kremíkový alebo LN plátok sa oxiduje alebo vrství s SiO2 pomocou PECVD alebo tepelnej oxidácie. Jeho horný povrch je planarizuje pre optimálne spojenie.
Krok 3: Lepenie LN na podkladIónmi implantovaný kryštál LN sa preklopí a pripevní k základnej doštičke priamym spojením doštičiek. Vo výskumných prostrediach sa ako lepidlo môže použiť benzocyklobutén (BCB) na zjednodušenie spájania za menej prísnych podmienok.
Krok 4: Tepelné spracovanie a oddelenie filmuŽíhanie aktivuje tvorbu bublín v hĺbke implantácie, čo umožňuje oddelenie tenkého filmu (vrchnej vrstvy LN) od objemu. Na dokončenie exfoliácie sa používa mechanická sila.
Krok 5: Leštenie povrchuNa vyhladenie vrchného povrchu LN sa aplikuje chemicko-mechanické leštenie (CMP), čím sa zlepšuje optická kvalita a výťažnosť zariadenia.
Technické parametre
| Materiál | Optické Stupeň LiNbO3 oblátky (biele or Čierna) | |
| Curie Dočasné | 1142±0,7℃ | |
| Rezanie Uhol | X/Y/Z atď. | |
| Priemer/veľkosť | 2”/3”/4” ±0,03 mm | |
| Tol(±) | <0,20 mm ±0,005 mm | |
| Hrúbka | 0,18～0,5 mm alebo viac | |
| Primárne Plochý | 16 mm/22 mm/32 mm | |
| TTV | <3 μm | |
| Luk | -30 | |
| Osnova | <40 μm | |
| Orientácia Plochý | Všetky dostupné | |
| Povrch Typ | Jednostranne leštené (SSP)/Obojstranne leštené (DSP) | |
| Leštené strana Ra | <0,5 nm | |
| S/D | 20/10 | |
| Okraj Kritériá | R=0,2 mm Typ C or Býčí nos | |
| Kvalita | Zadarmo of praskliny (bubliny) a inklúzie) | |
| Optické dopovaný | Mg/Fe/Zn/MgO atď. pre optický stupeň LN oblátky za požadované | |
| Oblátka Povrch Kritériá | Index lomu | Metóda s vlnovou dĺžkou/hranolovým väzobným členom pri 632 nm (No=2,2878/Ne=2,2033). |
| Kontaminácia, | Žiadne | |
| Častice c>0,3μ m | <=30 | |
| Škrabanec, odštiepenie | Žiadne | |
| Chyba | Žiadne praskliny na okrajoch, škrabance, stopy po pílení, škvrny | |
| Balenie | Množstvo/oblatková krabička | 25 ks v krabici |
Prípady použitia
Vďaka svojej všestrannosti a výkonu sa LNOI používa v mnohých odvetviach:
Fotonika:Kompaktné modulátory, multiplexory a fotonické obvody.
RF/Akustika:Akustooptické modulátory, RF filtre.
Kvantové výpočty:Nelineárne frekvenčné mixéry a generátory fotónových párov.
Obrana a letectvo:Nízkostratové optické gyroskopy, zariadenia na posun frekvencie.
Zdravotnícke pomôcky:Optické biosenzory a vysokofrekvenčné signálne sondy.
Často kladené otázky
Otázka: Prečo sa v optických systémoch uprednostňuje LNOI pred SOI?
A:LNOI sa vyznačuje vynikajúcimi elektrooptickými koeficientmi a širším rozsahom priehľadnosti, čo umožňuje vyšší výkon vo fotonických obvodoch.
Otázka: Je CMP povinné po rozdelení?
A:Áno. Odkrytý povrch lúčov je po iónovom rezaní drsný a musí sa vyleštiť, aby spĺňal špecifikácie optickej kvality.
Otázka: Aká je maximálna dostupná veľkosť doštičky?
A:Komerčné LNOI doštičky majú prevažne 3” a 4” rozmery, hoci niektorí dodávatelia vyvíjajú aj 6” varianty.
Otázka: Dá sa vrstva LN po rozdelení opätovne použiť?
A:Základný kryštál je možné niekoľkokrát leštiť a znovu použiť, hoci kvalita sa po viacerých cykloch môže zhoršiť.
Otázka: Sú LNOI doštičky kompatibilné so spracovaním CMOS?
A:Áno, sú navrhnuté tak, aby zodpovedali konvenčným procesom výroby polovodičov, najmä pri použití kremíkových substrátov.
