概要

LNOI (リチウムニオバート・オン・イソレーター) は高性能の光子材料ですプラットフォーム アクティブワッフルレベルの異質で統合単一の...結晶リチウムニオバート (LN) 薄膜結びついている 上へ隔熱酸化物層この構造は組み合わせ優れた電磁光学,非線形光学,低負けた トランスミッション 属性次の世代の光子材料となる統合 回路(PICs)

構造仕様

そのようにイラストについてPDF の 3 ページLNOIのウエーファーには3つの...層構造:

• トップ層: LN薄膜 (300~600nm)
• 中間層: SiO2 (2 ∼15 μm)
• 底部基板: Si,SiC,サファイア,またはクォーツ

入手可能構成:

• ワッファーサイズ: 4インチ / 6インチ / 8インチ (スケーラブルロードマップ)
• クリステル オリエンテーションZカット,Xカット,Yカット回転したYカット
• ドーピングオプション: MgO (5 mol%),Er (1 mol%),その他

主要なパフォーマンスパラメータ

について6インチワッフル(第 6 ページ を 参照)

• 薄膜厚さ: 300~600nm
• 厚さ変数: ≤ 40 nm
• 表面荒さ: ~0.19 nm RMS (第5ページの試験結果)
• 欠陥コントロール:
  • 隙間 (>10 μm): <80
  • 粒子 (>0.3 μm): <200

について8インチワッフル(第 9 ページ)

• 厚さ変数範囲: ~7.04 nm
• 空白: <100
• プロセス 継続的に最適化

オプティカル・アンド・エレクトロ・オプティカル性能

試験に基づいてデータ(8 ページについて)

• 調節帯域幅: > 67 GHz
• 電気光学効率性(Vπ·L): ~2.1 V·cm
• 極低光学負けた(ライン幅は~0.78pm)

これは特徴 証明するすごい適性高速車と低速車負けたフォトニック装置.

申請

• フォトニック統合回路 (PIC)
• 高速光学調節器 (100G/400G/800G+)
• マイクロ波光学
• 非線形光学 (周波数変換,OPOなど)
• 量子光子学と精密感知

主要 な 利点

• 強いポケルの電光効果
• 超低増殖損失
• CMOS に対応する異質統合
• 大きめのウエファーサイズ (8インチまで) に拡張可能

特性LNOI ウェーファー

リチウムニオバート・オン・イソレーター (LNOI) ワッフルの製造には,材料科学と先進的な製造技術を組み合わせた洗練された一連のステップが含まれます.このプロセスは,薄い,高品質のリチウムニオバート (LiNbO3) フィルムが,シリコンやリチウムニオバート自体のような隔熱基板に結合します.次には,そのプロセスの詳細な説明があります:

ステップ 1: イオン植入

LNOIウエフルの製造の最初のステップは,イオン植入を伴う.大量のリチウムニオバート結晶は,その表面に注入された高エネルギーヘリウム (He) イオンにさらされる.イオン植入装置はヘリウムイオンを加速させるリチウムニオバート結晶を 特定の深さまで貫通する

ヒリウムイオンのエネルギーは 精密に制御され 望ましい深さに達します 晶体を通過する イオンが 材料の格子構造と相互作用します弱体平面の形成につながる原子の破壊を引き起こすこの層は最終的に 2つの異なる層に分裂することを可能にします上層層 (層Aと呼ばれる) がLNOIに必要な薄いリチウムニオバートフィルムになる..

この薄膜の厚さは,直射深さによって直接影響を受けます.これはヘリウムイオンのエネルギーによって制御されます. イオンはインターフェースでガウス分布を形成します.最終的なフィルムの均一性を確保するために重要です.

ステップ2:基質の準備

イオン植入が完了すると 次のステップは薄いリチウムニオバートフィルムを支える基板を準備することです一般的な基板材料には,シリコン (Si) やリチウムニオバート (LN) が含まれる.材料は薄膜を機械的に支え,後の加工段階において長期にわたる安定性を確保しなければならない.

基板を準備するために a SiO₂ (silicon dioxide) insulating layer is typically deposited onto the surface of the silicon substrate using techniques such as thermal oxidation or PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)この層は,リチウムニオバートフィルムとシリコン基板の間の隔熱媒介として機能します.表面が均質で粘着処理に備えるように,化学機械磨き (CMP) 処理が適用されます..

ステップ 3: 薄膜 結合

基板を準備した後,次のステップは薄いリチウムニオバートフィルム (層A) を基板に結合することです.リチウムニオバート結晶は,イオン植入後,180度転がして準備された基板の上に置く.結合プロセスは,通常,ウエファー結合技術を用いて行われます.

ウェーバー結合では,リチウムニオバート結晶と基板の両方が高圧と高温にさらされ,両表面が強く粘着する.直接 結合 する プロセス に は 通常 粘着 材料 が 必要 で は あり ませ ん研究目的で,ベンゾサイクロブテン (BCB) は,追加のサポートを提供するために中間結合材料として使用することができます.長期安定性が限られているため,通常は商業生産に使用されません..

ステップ4 焼却と層分割

粘着処理後,粘着されたウエファーは焼却処理を受けます.リチウムニオバート層と基板の間の結合強度を向上させるために焼却は重要です.また,イオン植入プロセスによる損傷を修復するために.

焼却する際には,固結したウエフラーを特定の温度に熱し,その温度を一定の期間保持する.この過程は,接膜結合を強化するだけでなく,イオン植入層に微小泡の形成を誘発するこれらの泡は,徐々にリチウムニオバート層 (層A) を元の大量リチウムニオバート結晶 (層B) から分離させます.

分離が完了すると,機械工具を使って両層を切り離し,基板に薄くて高品質のリチウムニオバートフィルム (層A) を残します.温度は徐々に室温に低下します焼却と層分離プロセスを完了します.

ステップ 5: CMP 平面化

リチウムニオバート層の分離後,LNOIウエファーの表面は通常は荒くて不均質である.必要な表面質を達成するために,ワイファーは最終的な化学機械磨き (CMP) プロセスを受けますCMP は,薄膜の表面を滑らかにし,残った荒さを除去し,薄膜が平らになるようにします.

CMP プロセスは,後続的な装置製造に不可欠な,高品質の完成品を手に入れるために不可欠です.表面は非常に細かいレベルまで磨き上げられます.粗さ (Rq) は0未満である原子力顕微鏡 (AFM) で測定された,5nm.

1リチウムタンタラートとリチウムニオバートとは同じですか?わかった

A: ありません リチウムタンタラート (LiTaO3) とリチウムニオバート (LiNbO3) は,異なる化学組成 (Ta vs.Nb) しかし,類似した結晶構造 (R3c空間群) とフェロー電気特性を共有.

2Q:リチウムニオバートはペロビサイトですか?わかった

A: ありません リチウムニオバートは,定例ABX3ペロビサイト構造とは異なる非ペロビサイト構造 (R3c空間群) で結晶する. しかし,ABO3のような酸素八面体構造により,ペロビスキットのようなフェロ電気的振る舞いを表している.