ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ మెటీరియల్ సిస్టమ్స్ పోలిక

ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ మెటీరియల్ సిస్టమ్స్ పోలిక
ఇండియం ఫాస్పరస్ (InP) మరియు సిలికాన్ (Si) అనే రెండు మెటీరియల్ సిస్టమ్‌ల పోలికను మూర్తి 1 చూపిస్తుంది. ఇండియమ్ యొక్క అరుదు InPని Si కంటే ఖరీదైన పదార్థంగా చేస్తుంది. సిలికాన్-ఆధారిత సర్క్యూట్‌లు తక్కువ ఎపిటాక్సియల్ వృద్ధిని కలిగి ఉన్నందున, సిలికాన్-ఆధారిత సర్క్యూట్‌ల దిగుబడి సాధారణంగా InP సర్క్యూట్‌ల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. సిలికాన్-ఆధారిత సర్క్యూట్లలో, జెర్మేనియం (Ge), ఇది సాధారణంగా మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుందిఫోటో డిటెక్టర్(కాంతి డిటెక్టర్లు), ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ అవసరం, అయితే ఇన్‌పి సిస్టమ్‌లలో, ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ ద్వారా నిష్క్రియ వేవ్‌గైడ్‌లను కూడా సిద్ధం చేయాలి. ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ అనేది ఒక క్రిస్టల్ కడ్డీ వంటి సింగిల్ క్రిస్టల్ గ్రోత్ కంటే ఎక్కువ డిఫెక్ట్ డెన్సిటీని కలిగి ఉంటుంది. InP వేవ్‌గైడ్‌లు అధిక వక్రీభవన సూచిక కాంట్రాస్ట్‌ను అడ్డంగా మాత్రమే కలిగి ఉంటాయి, అయితే సిలికాన్-ఆధారిత వేవ్‌గైడ్‌లు విలోమ మరియు రేఖాంశ రెండింటిలోనూ అధిక వక్రీభవన సూచిక విరుద్ధంగా ఉంటాయి, ఇది సిలికాన్ ఆధారిత పరికరాలను చిన్న వంపు రేడియాలను మరియు ఇతర కాంపాక్ట్ నిర్మాణాలను సాధించడానికి అనుమతిస్తుంది. InGaAsP డైరెక్ట్ బ్యాండ్ గ్యాప్‌ను కలిగి ఉంది, అయితే Si మరియు Geలు లేవు. ఫలితంగా, లేజర్ సామర్థ్యం పరంగా InP మెటీరియల్ సిస్టమ్‌లు ఉన్నతమైనవి. InP వ్యవస్థల యొక్క అంతర్గత ఆక్సైడ్‌లు Si, సిలికాన్ డయాక్సైడ్ (SiO2) యొక్క అంతర్గత ఆక్సైడ్‌ల వలె స్థిరంగా మరియు దృఢంగా ఉండవు. సిలికాన్ అనేది InP కంటే బలమైన పదార్థం, ఇది పెద్ద పొర పరిమాణాల వినియోగాన్ని అనుమతిస్తుంది, అంటే InPలో 75 mmతో పోలిస్తే 300 mm (త్వరలో 450 mm వరకు అప్‌గ్రేడ్ చేయబడుతుంది) నుండి. InPమాడ్యులేటర్లుసాధారణంగా క్వాంటం-పరిమిత స్టార్క్ ప్రభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది ఉష్ణోగ్రత కారణంగా బ్యాండ్ ఎడ్జ్ కదలిక కారణంగా ఉష్ణోగ్రత-సెన్సిటివ్‌గా ఉంటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, సిలికాన్-ఆధారిత మాడ్యులేటర్‌ల ఉష్ణోగ్రత ఆధారపడటం చాలా చిన్నది.

సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ సాంకేతికత సాధారణంగా తక్కువ-ధర, స్వల్ప-శ్రేణి, అధిక-వాల్యూమ్ ఉత్పత్తులకు మాత్రమే అనుకూలంగా పరిగణించబడుతుంది (సంవత్సరానికి 1 మిలియన్ ముక్కలు). ఎందుకంటే ముసుగు మరియు అభివృద్ధి ఖర్చులను వ్యాప్తి చేయడానికి పెద్ద మొత్తంలో పొర సామర్థ్యం అవసరమని విస్తృతంగా అంగీకరించబడింది మరియు అదిసిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీనగరం నుండి నగరానికి ప్రాంతీయ మరియు సుదూర ఉత్పత్తి అనువర్తనాల్లో గణనీయమైన పనితీరు ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి. వాస్తవానికి, దీనికి విరుద్ధంగా నిజం. తక్కువ-ధర, స్వల్ప-శ్రేణి, అధిక-దిగుబడి అప్లికేషన్లు, నిలువు కుహరం ఉపరితల-ఉద్గార లేజర్ (VCSEL) మరియుప్రత్యక్ష-మాడ్యులేటెడ్ లేజర్ (DML లేజర్) : నేరుగా మాడ్యులేట్ చేయబడిన లేజర్ భారీ పోటీ ఒత్తిడిని కలిగిస్తుంది మరియు లేజర్‌లను సులభంగా ఏకీకృతం చేయలేని సిలికాన్-ఆధారిత ఫోటోనిక్ సాంకేతికత యొక్క బలహీనత ఒక ముఖ్యమైన ప్రతికూలతగా మారింది. దీనికి విరుద్ధంగా, మెట్రోలో, సుదూర అప్లికేషన్‌లలో, సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీ మరియు డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ (DSP)ని ఏకీకృతం చేయడానికి ప్రాధాన్యత కారణంగా (ఇది తరచుగా అధిక ఉష్ణోగ్రత వాతావరణంలో ఉంటుంది), లేజర్‌ను వేరు చేయడం మరింత ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది. అదనంగా, స్థానిక ఓసిలేటర్ ఫోటోకరెంట్ కంటే డార్క్ కరెంట్ చాలా తక్కువగా ఉండటం వంటి సమస్య వంటి సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ సాంకేతికత యొక్క లోపాలను పొందికైన గుర్తింపు సాంకేతికత చాలా వరకు భర్తీ చేస్తుంది. అదే సమయంలో, మాస్క్ మరియు అభివృద్ధి ఖర్చులను కవర్ చేయడానికి పెద్ద మొత్తంలో పొర సామర్థ్యం అవసరమని భావించడం కూడా తప్పు, ఎందుకంటే సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీ అత్యంత అధునాతన కాంప్లిమెంటరీ మెటల్ ఆక్సైడ్ సెమీకండక్టర్స్ (CMOS) కంటే చాలా పెద్ద నోడ్ పరిమాణాలను ఉపయోగిస్తుంది. కాబట్టి అవసరమైన ముసుగులు మరియు ఉత్పత్తి పరుగులు సాపేక్షంగా చౌకగా ఉంటాయి.