ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ మెటీరియల్ సిస్టమ్స్ యొక్క పోలిక

ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ మెటీరియల్ సిస్టమ్స్ యొక్క పోలిక
పటం 1 రెండు పదార్థ వ్యవస్థలైన ఇండియం ఫాస్ఫరస్ (InP) మరియు సిలికాన్ (Si)ల పోలికను చూపిస్తుంది. ఇండియం యొక్క అరుదుదనం వల్ల Si కంటే InP ఒక ఖరీదైన పదార్థంగా ఉంటుంది. సిలికాన్ ఆధారిత సర్క్యూట్లలో ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల తక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి, వాటి దిగుబడి సాధారణంగా InP సర్క్యూట్ల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. సిలికాన్ ఆధారిత సర్క్యూట్లలో, సాధారణంగా కేవలం జర్మేనియం (Ge)ను ఉపయోగిస్తారు.ఫోటోడిటెక్టర్(కాంతి డిటెక్టర్లుInGaAsP కి ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ అవసరం, అయితే InP సిస్టమ్స్‌లో, పాసివ్ వేవ్‌గైడ్‌లను కూడా ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ ద్వారానే తయారు చేయాలి. క్రిస్టల్ ఇంగాట్ నుండి చేసే సింగిల్ క్రిస్టల్ గ్రోత్‌తో పోలిస్తే, ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్‌లో లోపాల సాంద్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది. InP వేవ్‌గైడ్‌లలో అధిక వక్రీభవన సూచిక వ్యత్యాసం కేవలం ట్రాన్స్‌వర్స్‌లో మాత్రమే ఉంటుంది, అయితే సిలికాన్ ఆధారిత వేవ్‌గైడ్‌లలో అధిక వక్రీభవన సూచిక వ్యత్యాసం ట్రాన్స్‌వర్స్ మరియు లాంగిట్యూడినల్ రెండింటిలోనూ ఉంటుంది. ఇది సిలికాన్ ఆధారిత పరికరాలు చిన్న బెండింగ్ వ్యాసార్థాలను మరియు ఇతర మరింత కాంపాక్ట్ నిర్మాణాలను సాధించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. InGaAsP కి డైరెక్ట్ బ్యాండ్ గ్యాప్ ఉంటుంది, అయితే Si మరియు Ge కి ఉండదు. ఫలితంగా, లేజర్ సామర్థ్యం విషయంలో InP మెటీరియల్ సిస్టమ్స్ ఉన్నతమైనవి. InP సిస్టమ్స్‌లోని ఇంట్రిన్సిక్ ఆక్సైడ్‌లు, Si యొక్క ఇంట్రిన్సిక్ ఆక్సైడ్‌లైన సిలికాన్ డయాక్సైడ్ (SiO2) వలె స్థిరంగా మరియు దృఢంగా ఉండవు. సిలికాన్ అనేది InP కంటే బలమైన పదార్థం, ఇది InP లో 75 mm తో పోలిస్తే, 300 mm (త్వరలో 450 mm కు అప్‌గ్రేడ్ చేయబడుతుంది) వంటి పెద్ద వేఫర్ సైజులను ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది.మాడ్యులేటర్లుసాధారణంగా క్వాంటం-పరిమిత స్టార్క్ ప్రభావంపై ఆధారపడి ఉంటాయి, ఇది ఉష్ణోగ్రత వలన కలిగే బ్యాండ్ ఎడ్జ్ కదలిక కారణంగా ఉష్ణోగ్రత-సున్నితంగా ఉంటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, సిలికాన్ ఆధారిత మాడ్యులేటర్ల ఉష్ణోగ్రత ఆధారపడటం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీ సాధారణంగా తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన, తక్కువ శ్రేణి, అధిక పరిమాణంలో ఉత్పత్తి చేసే ఉత్పత్తులకు (సంవత్సరానికి 1 మిలియన్ ముక్కల కంటే ఎక్కువ) మాత్రమే అనుకూలమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది. దీనికి కారణం, మాస్క్ మరియు అభివృద్ధి ఖర్చులను పంచుకోవడానికి పెద్ద మొత్తంలో వేఫర్ సామర్థ్యం అవసరమని విస్తృతంగా అంగీకరించబడటమే.సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీనగరాల మధ్య ప్రాంతీయ మరియు సుదూర ఉత్పత్తి అనువర్తనాలలో దీనికి గణనీయమైన పనితీరు ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి. అయితే, వాస్తవానికి దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటుంది. తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన, తక్కువ పరిధి, అధిక దిగుబడినిచ్చే అనువర్తనాలలో, వర్టికల్ క్యావిటీ సర్ఫేస్-ఎమిటింగ్ లేజర్ (VCSEL) మరియుడైరెక్ట్-మాడ్యులేటెడ్ లేజర్ (DML లేజర్ప్రత్యక్షంగా మాడ్యులేట్ చేయబడిన లేజర్ తీవ్రమైన పోటీ ఒత్తిడిని కలిగిస్తుంది, మరియు లేజర్‌లను సులభంగా ఏకీకృతం చేయలేని సిలికాన్-ఆధారిత ఫోటోనిక్ టెక్నాలజీ యొక్క బలహీనత ఒక ముఖ్యమైన ప్రతికూలతగా మారింది. దీనికి విరుద్ధంగా, మెట్రో, సుదూర అనువర్తనాలలో, సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీ మరియు డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ (DSP) లను కలిపి ఏకీకృతం చేయడానికి ప్రాధాన్యత ఇవ్వడం వలన (ఇవి తరచుగా అధిక ఉష్ణోగ్రత వాతావరణాలలో ఉంటాయి), లేజర్‌ను వేరుగా ఉంచడం మరింత ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది. అదనంగా, డార్క్ కరెంట్ లోకల్ ఆసిలేటర్ ఫోటోకరెంట్ కంటే చాలా తక్కువగా ఉండటం వంటి సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీ యొక్క లోపాలను కోహెరెంట్ డిటెక్షన్ టెక్నాలజీ చాలా వరకు భర్తీ చేయగలదు. అదే సమయంలో, మాస్క్ మరియు అభివృద్ధి ఖర్చులను భరించడానికి పెద్ద మొత్తంలో వేఫర్ సామర్థ్యం అవసరమని భావించడం కూడా తప్పు, ఎందుకంటే సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీ అత్యంత అధునాతన కాంప్లిమెంటరీ మెటల్ ఆక్సైడ్ సెమీకండక్టర్ల (CMOS) కంటే చాలా పెద్ద నోడ్ పరిమాణాలను ఉపయోగిస్తుంది, కాబట్టి అవసరమైన మాస్క్‌లు మరియు ఉత్పత్తి రన్‌లు సాపేక్షంగా చౌకగా ఉంటాయి.