LNOI-wafer (lithiumniobaat op isolator) Telecommunicatie Sensoren Hoogwaardige elektro-optische
Gedetailleerd diagram
Overzicht
In de waferbox bevinden zich symmetrische groeven met exact dezelfde afmetingen om de twee zijden van de wafer te ondersteunen. De waferbox is doorgaans gemaakt van doorschijnend PP-kunststof, dat bestand is tegen temperatuur, slijtage en statische elektriciteit. Verschillende kleuren additieven worden gebruikt om de verschillende metaalbewerkingssegmenten in de halfgeleiderproductie te onderscheiden. Vanwege de kleine afmetingen van de halfgeleiders, de dichte patronen en de zeer strenge eisen aan de deeltjesgrootte in de productie, moet de waferbox een schone omgeving bieden om verbinding te maken met de reactieholte van de micro-omgevingsbox van de verschillende productiemachines.
Fabricagemethodologie
De fabricage van LNOI-wafers bestaat uit verschillende nauwkeurige stappen:
Stap 1: Implantatie van heliumionenHeliumionen worden met behulp van een ionenimplanteerder in een massief 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 afzonderlijke silicium- of LN-wafer wordt geoxideerd of bedekt met een SiO2-laag met behulp van PECVD of thermische oxidatie. Het bovenoppervlak wordt geëgaliseerd voor optimale hechting.
Stap 3: Binding van LN aan het substraatHet met ionen geïmplanteerde LN-kristal wordt omgedraaid en met behulp van directe waferbonding aan de basiswafer bevestigd. In onderzoeksomgevingen kan benzocyclobuteen (BCB) als hechtmiddel worden gebruikt om de hechting onder minder strenge omstandigheden te vereenvoudigen.
Stap 4: Thermische behandeling en filmscheidingDoor gloeien wordt de vorming van bellen op de implantatiediepte geactiveerd, waardoor de dunne film (bovenste LN-laag) van het bulkgedeelte 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 verbeteren.
Technische parameters
| Materiaal | Optisch Cijfer LiNbO3 wafels (wit) or Zwart) | |
| Curie Temp | 1142±0,7℃ | |
| Snijden Hoek | X/Y/Z enz. | |
| Diameter/afmeting | 2”/3”/4” ±0,03 mm | |
| Tolerantie (±) | <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 | |
| Warp | <40 μm | |
| 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 Bullnose | |
| Kwaliteit | Vrij of barst(bellen) En insluitingen) | |
| Optisch gedopeerd | Mg/Fe/Zn/MgO enz voor optische cijfer LN wafers per verzocht | |
| Wafeltje Oppervlak Criteria | Brekingsindex | No=2.2878/Ne=2.2033 bij een golflengte van 632 nm/prismakoppelmethode. |
| Verontreiniging, | Geen | |
| Deeltjes c>0,3μ m | <=30 | |
| Krassen, afschilfering | Geen | |
| Defect | Geen scheuren, krassen, zaagsporen of vlekken aan de randen. | |
| Verpakking | Aantal/Wafeldoos | 25 stuks per doos |
Gebruiksscenario's
Dankzij zijn veelzijdigheid en prestaties wordt LNOI in tal van industrieën gebruikt:
Fotonica:Compacte modulatoren, multiplexers en fotonische schakelingen.
RF/Akoestiek:Akoestisch-optische modulatoren, RF-filters.
Kwantumcomputing:Niet-lineaire frequentiemixers en fotonenpaargeneratoren.
Defensie en ruimtevaart:Verliesarme optische gyroscopen, frequentieverschuivende apparaten.
Medische hulpmiddelen:Optische biosensoren en hoogfrequente signaalprobes.
Veelgestelde vragen
V: Waarom heeft LNOI de voorkeur boven SOI in optische systemen?
A:LNOI beschikt over superieure elektro-optische coëfficiënten en een breder transparantiebereik, waardoor betere prestaties in fotonische schakelingen mogelijk zijn.
V: Is CMP verplicht na een splitsing?
A:Ja. Het blootgelegde LN-oppervlak is ruw na ionensnijden en moet worden gepolijst om aan de optische specificaties te voldoen.
V: Wat is de maximale beschikbare wafergrootte?
A:Commerciële LNOI-wafers zijn voornamelijk verkrijgbaar in de formaten 3 en 4 inch, hoewel sommige leveranciers varianten van 6 inch ontwikkelen.
V: Kan de LN-laag na het splitsen opnieuw worden gebruikt?
A:Het basiskristal kan meerdere keren 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 aan te sluiten op conventionele halfgeleiderproductieprocessen, met name wanneer siliciumsubstraten worden gebruikt.
