Fotoninių integrinių grandynų medžiagų sistemų palyginimas

Fotoninių integrinių grandynų medžiagų sistemų palyginimas
1 paveiksle parodytas dviejų medžiagų sistemų – indžio fosforo (InP) ir silicio (Si) – palyginimas. Dėl indžio retumo InP yra brangesnė medžiaga nei Si. Kadangi silicio grandinės turi mažesnį epitaksinį augimą, silicio pagrindu pagamintų grandinių išeiga paprastai yra didesnė nei InP grandinių. Silicio grandinėse germanis (Ge), kuris paprastai naudojamas tikFotodetektorius(šviesos detektoriai), reikalingas epitaksinis augimas, o InP sistemose net pasyvūs bangolaidžiai turi būti paruošti epitaksiniu augimu. Epitaksinis augimas turi didesnį defektų tankį nei vieno kristalo augimas, pavyzdžiui, iš kristalo luito. InP bangolaidžiai turi didelį lūžio rodiklio kontrastą tik skersai, o silicio pagrindu pagaminti bangolaidžiai turi didelį lūžio rodiklio kontrastą tiek skersai, tiek išilgai, todėl silicio pagrindu pagaminti prietaisai gali pasiekti mažesnius lenkimo spindulius ir kitas kompaktiškesnes struktūras. InGaAsP turi tiesioginį juostos tarpą, o Si ir Ge neturi. Dėl to InP medžiagų sistemos yra pranašesnės lazerio efektyvumo požiūriu. InP sistemų vidiniai oksidai nėra tokie stabilūs ir tvirti kaip vidiniai Si oksidai, silicio dioksidas (SiO2). Silicis yra tvirtesnė medžiaga nei InP, todėl galima naudoti didesnių dydžių plokšteles, ty nuo 300 mm (netrukus bus patobulinta iki 450 mm), palyginti su 75 mm InP. InPmoduliatoriaipaprastai priklauso nuo kvantinio Starko efekto, kuris yra jautrus temperatūrai dėl juostos krašto judėjimo, kurį sukelia temperatūra. Priešingai, silicio moduliatorių priklausomybė nuo temperatūros yra labai maža.

Silicio fotonikos technologija paprastai laikoma tinkama tik nebrangiems, trumpo nuotolio, didelės apimties gaminiams (daugiau nei 1 mln. vienetų per metus). Taip yra todėl, kad plačiai pripažįstama, kad norint paskleisti kaukes ir kūrimo išlaidas, reikia didelės plokštelės talpossilicio fotonikos technologijaturi didelių našumo trūkumų regioniniuose ir tolimojo susisiekimo produktuose. Tačiau iš tikrųjų yra atvirkščiai. Mažų sąnaudų, trumpo nuotolio, didelio našumo taikymuose, vertikalios ertmės paviršių spinduliuojantis lazeris (VCSEL) irtiesioginio moduliavimo lazeris (DML lazeris) : tiesiogiai moduliuotas lazeris kelia didžiulį konkurencinį spaudimą, o silicio fotoninės technologijos, kuri negali lengvai integruoti lazerių, silpnumas tapo dideliu trūkumu. Priešingai, metro, tolimojo susisiekimo įrenginiuose, kadangi pirmenybė teikiama silicio fotonikos technologijai ir skaitmeniniam signalų apdorojimui (DSP) kartu (tai dažnai būna aukštos temperatūros aplinkoje), geriau atskirti lazerį. Be to, nuosekli aptikimo technologija gali didžiąja dalimi kompensuoti silicio fotonikos technologijos trūkumus, pavyzdžiui, problemą, kad tamsioji srovė yra daug mažesnė už vietinio generatoriaus fotosrovę. Tuo pačiu klaidinga manyti, kad kaukės ir kūrimo išlaidoms padengti reikia didelės plokštelės talpos, nes silicio fotonikos technologijoje naudojami mazgų dydžiai, kurie yra daug didesni už pažangiausius papildomus metalo oksido puslaidininkius (CMOS). todėl reikalingos kaukės ir gamybos ciklai yra palyginti pigūs.