LNOI Wafer Lithium Niobate On Insulator 2/3/4/6/8 Inch LN Substrate

LNOI Wafer (Litium Niobat pada Insulator) 2/3/4/6/8 Inci Substrat Si/LN

Pengantar LNOI Wafer
Wafer LNOI (Litium Niobat pada Insulator) adalah bahan mutakhir yang digunakan dalam pengembangan perangkat fotonik dan kuantum canggih. Wafer ini dibuat dengan mengikat lapisan tipis litium niobat (LiNbO₃) ke substrat isolasi, biasanya silikon, melalui proses khusus seperti implantasi ion dan pengikatan wafer. Wafer LNOI mewarisi sifat optik dan piezoelektrik litium niobat yang luar biasa, menjadikannya sangat diperlukan untuk aplikasi berkinerja tinggi dalam optik terpadu, telekomunikasi, dan teknologi kuantum. Artikel ini mengeksplorasi prinsip-prinsip dasar, aplikasi utama, dan pertanyaan yang sering diajukan tentang wafer LNOI.

Prinsip Pembuatan Wafer LNOI:
Proses pembuatan wafer LNOI kompleks dan melibatkan beberapa langkah penting untuk memastikan kualitas dan fungsionalitas produk akhir yang tinggi. Berikut adalah rincian tahapan utamanya:

1. Implantasi Ion:
   Proses fabrikasi dimulai dengan kristal litium niobat massal. Ion helium (He) berenergi tinggi diimplantasikan ke permukaan kristal. Energi dan kedalaman ion menentukan ketebalan lapisan litium niobat. Implantasi ion ini menciptakan bidang rapuh di dalam kristal, yang dapat dipisahkan selama tahap selanjutnya dari proses untuk menghasilkan film litium niobat tipis berkualitas tinggi.

2. Pengikatan ke Substrat:
   Setelah proses implantasi ion selesai, lapisan litium niobat (yang telah dilemahkan oleh ion) diikat ke substrat isolasi, biasanya silikon. Hal ini dilakukan menggunakan teknik pengikatan wafer langsung, di mana permukaannya ditekan bersama pada tekanan dan suhu tinggi. Ikatan yang dihasilkan membentuk antarmuka yang stabil antara lapisan litium niobat tipis dan substrat pendukung.

3. Annealing dan Pemisahan Lapisan:
   Setelah pengikatan, wafer menjalani proses annealing, yang membantu memperbaiki kerusakan yang disebabkan oleh implantasi ion. Langkah annealing juga mendorong pemisahan lapisan atas litium niobat dari kristal massal. Hal ini menghasilkan lapisan litium niobat tipis berkualitas tinggi pada substrat, yang penting untuk penggunaannya dalam berbagai aplikasi fotonik dan kuantum.

4. Chemical Mechanical Polishing (CMP):
   Untuk mencapai kualitas dan kerataan permukaan yang diinginkan, wafer menjalani Chemical Mechanical Polishing (CMP). CMP menghaluskan setiap kekasaran pada permukaan, memastikan bahwa wafer akhir memenuhi persyaratan ketat untuk digunakan dalam perangkat fotonik berkinerja tinggi. Langkah ini sangat penting untuk memastikan kinerja optik yang optimal dan mengurangi cacat.

Spesifikasi dari LNOI Wafer

Aplikasi Wafer LNOI:
Wafer LNOI digunakan di berbagai bidang, terutama yang membutuhkan sifat material canggih untuk aplikasi fotonik, kuantum, dan berkecepatan tinggi. Di bawah ini adalah area utama di mana wafer LNOI sangat diperlukan:

1. Optik Terpadu:
   Wafer LNOI banyak digunakan dalam optik terpadu, di mana mereka berfungsi sebagai fondasi untuk perangkat fotonik seperti modulator, pemandu gelombang, dan resonator. Perangkat ini sangat penting untuk memanipulasi cahaya pada tingkat sirkuit terpadu, memungkinkan transmisi data berkecepatan tinggi, pemrosesan sinyal, dan aplikasi optik canggih.

2. Telekomunikasi:
   Wafer LNOI memainkan peran penting dalam telekomunikasi, khususnya dalam sistem komunikasi optik. Mereka digunakan untuk membuat modulator optik, yang merupakan komponen penting untuk jaringan serat optik berkecepatan tinggi. Sifat elektro-optik LNOI yang luar biasa memungkinkan modulasi cahaya yang presisi pada frekuensi tinggi, yang penting untuk sistem komunikasi modern.

3. Komputasi Kuantum:
   Wafer LNOI adalah bahan yang ideal untuk teknologi kuantum karena kemampuannya untuk menghasilkan pasangan foton yang terjerat, yang penting untuk distribusi kunci kuantum (QKD) dan kriptografi kuantum. Integrasi mereka ke dalam sistem komputasi kuantum memungkinkan pengembangan sirkuit fotonik canggih, yang sangat penting untuk masa depan komputasi kuantum dan teknologi komunikasi.

4. Teknologi Penginderaan:
   Wafer LNOI juga digunakan dalam aplikasi penginderaan optik dan akustik. Kemampuan wafer untuk berinteraksi dengan cahaya dan suara membuat mereka berharga untuk sensor yang digunakan dalam diagnostik medis, pemantauan lingkungan, dan pengujian industri. Sensitivitas dan stabilitas mereka yang tinggi memastikan pengukuran yang akurat, menjadikannya penting di bidang ini.

FAQ dari LNOI Wafer

1. Terbuat dari apakah wafer LNOI itu?
   Wafer LNOI terdiri dari lapisan tipis litium niobat (LiNbO₃) yang diikat ke substrat isolasi, biasanya silikon. Lapisan litium niobat memberikan sifat optik dan piezoelektrik yang sangat baik, menjadikannya ideal untuk berbagai aplikasi berkinerja tinggi.

2. Apa perbedaan wafer LNOI dengan wafer SOI?
   Meskipun kedua wafer LNOI dan SOI terdiri dari film tipis yang diikat ke substrat isolasi, LNOI menggunakan litium niobat sebagai bahan film tipis, sedangkan wafer SOI menggunakan silikon. Litium niobat menawarkan sifat optik nonlinier yang unggul, yang membuat wafer LNOI lebih cocok untuk aplikasi seperti komputasi kuantum dan fotonik canggih.

3. Apa manfaat utama menggunakan wafer LNOI?
   Manfaat utama wafer LNOI termasuk koefisien elektro-optik yang tinggi, yang memungkinkan modulasi cahaya yang efisien, serta kekuatan mekaniknya, yang memastikan stabilitas selama pengoperasian perangkat. Sifat-sifat ini membuat wafer LNOI ideal untuk aplikasi optik dan kuantum berkecepatan tinggi.

Produk terkait

Komponen Kristal Litium Niobat (LiNbO3) EO/PO Telekomunikasi Pertahanan​ SAW Frekuensi Tinggi

Substrat SiC-on-Insulator SiCOI Konduktivitas Termal Tinggi Pita Lebar