Rêbaza entegrasyona optoelektronîk

Optoelektronîkrêbaza entegrasyonê

Yekbûna jifotonîkû elektronîk di başkirina kapasîteyên pergalên hilberandina agahdarî de, îmkankirina rêjeyên veguhastina daneya bilez, xerckirina hêzê ya kêmtir û sêwirana cîhazên kompakttir, û vekirina derfetên nû yên mezin ji bo sêwirana pergalê, gavek bingehîn e. Rêbazên entegrasyonê bi gelemperî li du kategoriyan têne dabeş kirin: entegrasyona monolîtîk û yekbûna pir-çîp.

Entegrasyona monolîtîk
Yekbûna monolîtîk çêkirina hêmanên fotonîkî û elektronîkî yên li ser heman substratê, bi gelemperî materyal û pêvajoyên lihevhatî bi kar tîne. Ev nêzîkatî li ser afirandina têkiliyek bêkêmasî di navbera ronahiyê û elektrîkê de di hundurê yek çîpê de hûr dibe.
Avantajên:
1. Ziyanên pêwendiyê kêm bikin: Danîna foton û hêmanên elektronîkî li nêzîkê windahiyên sînyala ku bi girêdanên ji-çîpê ve girêdayî ne kêm dike.
2, Performansa çêtir: Yekbûna hişktir dikare ji ber rêyên nîşana kurttir û kêmbûna derengiyê bibe sedema leza veguheztina daneyê.
3, Mezinahiya piçûktir: Yekbûna monolîtîk destûrê dide cîhazên pir kompakt, ku bi taybetî ji bo serîlêdanên cîhê-sînorkirî, yên wekî navendên daneyê an cîhazên destan sûdmend e.
4, mezaxtina hêzê kêm bikin: hewcedariya pakêtên cihêreng û girêdanên dûr û dirêj ji holê rakin, ku dikare bi girîngî hewcedariyên hêzê kêm bike.
Meydanxwazî:
1) Lihevhatina materyalê: Dîtina materyalên ku hem elektronên kalîteya bilind û hem jî fonksiyonên fotonîkî piştgirî dikin dikare dijwar be ji ber ku ew bi gelemperî taybetmendiyên cûda hewce dikin.
2, lihevhatina pêvajoyê: Yekkirina pêvajoyên hilberîna cihêreng ên elektronîk û fotonan li ser heman substratê bêyî xirabkirina performansa yek pêkhateyek karekî tevlihev e.
4, Hilberîna tevlihev: Rastiya bilind a ku ji bo strukturên elektronîkî û fotonîkî hewce dike, tevlihevî û lêçûna çêkirinê zêde dike.

Yekbûna pir-çîp
Ev nêzîkatî di hilbijartina materyal û pêvajoyên ji bo her fonksiyonê de nermbûnek mezin dide. Di vê entegrasyonê de, hêmanên elektronîkî û fotonîkî ji pêvajoyên cihê têne û dûv re li hev têne berhev kirin û li ser pakêtek an substratek hevpar têne danîn (Wêne 1). Naha em modên girêdanê yên di navbera çîpên optoelektronîk de navnîş bikin. Girêdana rasterast: Ev teknîkî têkiliyek fîzîkî ya rasterast û girêdana du rûyên plankirî, bi gelemperî ji hêla hêzên girêdana molekular, germ û zextê ve têne hêsan kirin. Ew xwedan avantajên sadebûn û girêdanên potansiyel ên windabûna pir kêm e, lê pêdivî bi rûberên rast û paqijkirî heye. Hevgirêdana fiber/grîng: Di vê nexşeyê de, rêzika fîber an fîberê bi qerax an rûyê çîpa fotonîkî ve tê girêdan û girêdan, rê dide ku ronahiyê di hundur û derveyî çîpê de were girêdan. Gerok dikare ji bo hevgirtina vertîkal jî were bikar anîn, ku karbidestiya veguheztina ronahiyê di navbera çîpa fotonîkî û fîbera derveyî de baştir dike. Kulên di nav silicon (TSVs) û mîkro-bumps: Kunên di nav silicon de bi navgînek silicon ve girêdayî ne, ku dihêlin ku çîp di sê pîvanan de werin berhev kirin. Bi xalên mîkro-konveks re, ew dibin alîkar ku bigihîjin girêdanên elektrîkî yên di navbera çîpên elektronîkî û fotonîkî de di konfigurasyonên stûyê de, ku ji bo entegrasyona bi tîrêjiya bilind maqûl in. Tebeqeya navbeynkar a optîkî: Tebeqeya navbeynkar a optîkî substratek cihêreng e ku tê de rêgezên pêlên optîkî vedihewîne ku wekî navbeynkar ji bo rêvekirina îşaretên optîkî di navbera çîpê de kar dike. Ew rê dide hevrêziya rast, û pasîfek zêdepêkhateyên optîkdikare ji bo zêdekirina nermbûna girêdanê were yek kirin. Girêdana hîbrîd: Ev teknolojiya pêwendiya pêşkeftî girêdana rasterast û teknolojiya mîkro-bump bi hev re dike da ku bigihîje girêdanên elektrîkî yên bi tîrêjiya bilind di navbera çîp û navgînên optîkî yên bi kalîte de. Ew bi taybetî ji bo hev-entegrasyona optoelektronîkî ya bi performansa bilind sozdar e. Girêdana pêlavê: Mîna girêdana çîpê felqê, pêlên zirav ji bo afirandina girêdanên elektrîkê têne bikar anîn. Lêbelê, di çarçoweya yekbûna optoelektronîkî de, pêdivî ye ku balek taybetî were dayîn da ku zirarê nede pêkhateyên fotonîkî yên ku ji stresa termal çêdibin û hevrêziya optîkî biparêzin.

Wêne 1: : Plana girêdana çîp-çîp a elektron/foton

Feydeyên van nêzîkatiyan girîng in: Ji ber ku cîhana CMOS di şopandina pêşkeftinên Qanûna Moore de didomîne, dê gengaz be ku zû her nifşek CMOS an Bi-CMOS li ser çîpek fotonîkî ya erzan a silicon were adaptekirin, û ji feydeyên çêtirîn pêvajoyên di nav de werbigire. fotonik û elektronîk. Ji ber ku fotonîk bi gelemperî hewcedariya çêkirina strukturên pir piçûk nake (qebareyên sereke yên bi qasî 100 nanometre tîpîk in) û cîhazên li gorî transîstoran mezin in, nihêrînên aborî dê meyldar bibin ku amûrên fotonîkî di pêvajoyek cûda de bêne çêkirin, ji her pêşkeftî veqetandî. elektronîk pêwîst ji bo berhema dawî.
Avantajên:
1, nermbûn: Materyal û pêvajoyên cihêreng dikarin serbixwe werin bikar anîn da ku performansa çêtirîn a pêkhateyên elektronîkî û fotonîkî bi dest bixin.
2, gihîştina pêvajoyê: karanîna pêvajoyên hilberîna gihîştî ji bo her pêkhateyê dikare hilberînê hêsan bike û lêçûn kêm bike.
3, Nûvekirin û domandina hêsantir: Veqetandina pêkhateyan dihêle ku hêmanên kesane bi hêsanî werin guheztin an nûve kirin bêyî ku bandorê li tevahiya pergalê bike.
Meydanxwazî:
1, windabûna pêwendiyê: Girêdana off-çîpê windabûna sînyala zêde dide û dibe ku prosedurên hevrêzkirinê yên tevlihev hewce bike.
2, tevlihevî û mezinahî zêde kirin: Pêkhateyên ferdî hewceyê pakkirin û girêdanên zêde hewce dikin, ku di encamê de qebareyên mezin û lêçûnên potansiyel bilindtir dibe.
3, mezaxtina hêzê ya bilind: Rêçên nîşana dirêjtir û pakkirina zêde dibe ku li gorî yekbûna yekparêz hewcedariyên hêzê zêde bikin.
Xelasî:
Hilbijartina di navbera yekbûna monolîtîk û pir-çîp de bi hewcedariyên serîlêdanê-taybet ve girêdayî ye, tevî armancên performansê, astengiyên mezinahiyê, lêçûnên lêçûn, û gihîştina teknolojiyê. Tevî tevliheviya çêkirinê, entegrasyona monolîtîk ji bo serîlêdanên ku hewceyê piçûkkirina zehf, xerckirina hêzê ya kêm, û veguheztina daneya bi leza bilind hewcedar e. Di şûna wê de, entegrasyona pir-çîp nermbûnek sêwiranê ya mezintir pêşkêşî dike û kapasîteyên hilberînê yên heyî bikar tîne, ku ew ji bo serîlêdanên ku van faktoran ji feydeyên entegrasyona hişktir girantir dikin. Her ku lêkolîn pêşve diçe, nêzîkatiyên hybrid ên ku hêmanên her du stratejiyan berhev dikin jî têne lêkolîn kirin da ku performansa pergalê xweştir bikin dema ku kêşeyên bi her nêzîkatiyê re têkildar kêm bikin.