LNOI-wafer (lithiumniobaat op isolator) Telecommunicatie-detectie Hoge elektro-optische
Gedetailleerd diagram
Overzicht
In de waferbox bevinden zich symmetrische groeven met strikt uniforme afmetingen om de twee zijden van de wafer te ondersteunen. De kristalbox is over het algemeen gemaakt van doorschijnend PP-kunststof, dat bestand is tegen temperatuur, slijtage en statische elektriciteit. Verschillende kleuren additieven worden gebruikt om de metalen processegmenten in de halfgeleiderproductie te onderscheiden. Vanwege de kleine sleutelgrootte van halfgeleiders, de dichte patronen en de zeer strenge eisen aan de deeltjesgrootte in de productie, moet de waferbox een schone omgeving garanderen om verbinding te maken met de reactieruimte van de micro-omgevingsbox van verschillende productiemachines.
Fabricagemethodologie
De fabricage van LNOI-wafers bestaat uit verschillende nauwkeurige stappen:
Stap 1: Helium-ionenimplantatieHeliumionen worden met behulp van een ionenimplanter in een bulk LN-kristal gebracht. Deze ionen nestelen zich op een specifieke diepte en vormen een verzwakt vlak dat uiteindelijk het loslaten van de film zal vergemakkelijken.
Stap 2: Vorming van het basissubstraatEen aparte silicium- of LN-wafer wordt geoxideerd of gelaagd met SiO2 met behulp van PECVD of thermische oxidatie. Het bovenoppervlak wordt vlak gemaakt voor optimale hechting.
Stap 3: Verbinding van LN met substraatHet ionengeïmplanteerde LN-kristal wordt omgedraaid en met behulp van directe waferbinding aan de basiswafer bevestigd. In onderzoeksomgevingen kan benzocyclobuteen (BCB) als hechtmiddel worden gebruikt om de binding onder minder stringente omstandigheden te vereenvoudigen.
Stap 4: Thermische behandeling en filmscheidingGloeien activeert de vorming van bellen op de implantatiediepte, waardoor de dunne film (bovenste LN-laag) van de bulk kan worden gescheiden. Mechanische kracht wordt gebruikt om de exfoliatie te voltooien.
Stap 5: OppervlaktepolijstenChemisch Mechanisch Polijsten (CMP) wordt toegepast om het bovenste LN-oppervlak glad te maken, waardoor de optische kwaliteit en de opbrengst van het apparaat worden verbeterd.
Technische parameters
| Materiaal | Optisch Cijfer LiNbO3 wafels (wit) or Zwart) | |
| Curie Temperatuur | 1142±0,7℃ | |
| Snijden Hoek | X/Y/Z enz. | |
| Diameter/maat | 2”/3”/4” ±0,03 mm | |
| Tol(±) | <0,20 mm ±0,005 mm | |
| Dikte | 0,18～0,5 mm of meer | |
| Primair Vlak | 16 mm/22 mm/32 mm | |
| TTV | <3μm | |
| Boog | -30 | |
| Verdraaien | <40μm | |
| Oriëntatie Vlak | Alles beschikbaar | |
| Oppervlak Type | Enkelzijdig gepolijst (SSP) / Dubbelzijdig gepolijst (DSP) | |
| Gepolijst kant Ra | <0,5 nm | |
| S/D | 20/10 | |
| Rand Criteria | R=0,2 mm C-type or Ronde neus | |
| Kwaliteit | Vrij of kraak(bubbels) En insluitsels) | |
| Optisch gedoteerd | Mg/Fe/Zn/MgO enz voor optisch cijfer LN wafels per gevraagd | |
| Wafeltje Oppervlak Criteria | Brekingsindex | Nee=2,2878/Ne=2,2033 @632nm golflengte/prisma-koppelmethode. |
| Besmetting, | Geen | |
| Deeltjes c>0,3μ m | <=30 | |
| Krassen, afbrokkelen | Geen | |
| Defect | Geen randscheuren, krassen, zaagsporen of vlekken | |
| Verpakking | Aantal/Wafer doos | 25 stuks per doos |
Gebruiksscenario's
Vanwege zijn veelzijdigheid en prestaties wordt LNOI in talloze sectoren gebruikt:
Fotonica:Compacte modulatoren, multiplexers en fotonische schakelingen.
RF/Akoestiek:Akoestisch-optische modulatoren, RF-filters.
Quantum computing:Niet-lineaire frequentiemixers en fotonpaargeneratoren.
Defensie en lucht- en ruimtevaart:Optische gyroscopen met laag verlies, frequentieverschuivingsapparaten.
Medische hulpmiddelen:Optische biosensoren en hoogfrequente signaalsondes.
Veelgestelde vragen
V: Waarom wordt LNOI boven SOI verkozen in optische systemen?
A:LNOI beschikt over superieure elektro-optische coëfficiënten en een breder transparantiebereik, wat hogere prestaties in fotonische circuits mogelijk maakt.
V: Is CMP verplicht na splitsing?
A:Ja. Het blootgestelde LN-oppervlak is ruw na ion-slicing en moet gepolijst worden om te voldoen aan de optische specificaties.
V: Wat is de maximaal beschikbare wafergrootte?
A:Commerciële LNOI-wafers zijn voornamelijk 3" en 4" groot, hoewel sommige leveranciers ook varianten van 6" ontwikkelen.
V: Kan de LN-laag opnieuw gebruikt worden na splitsing?
A:Het basiskristal kan meerdere malen opnieuw gepolijst en hergebruikt worden, hoewel de kwaliteit na meerdere cycli kan afnemen.
V: Zijn LNOI-wafers compatibel met CMOS-verwerking?
A:Ja, ze zijn ontworpen om te worden afgestemd op conventionele halfgeleiderfabricageprocessen, vooral wanneer siliciumsubstraten worden gebruikt.
