Comparació dels sistemes de material de circuit integrat fotònics

Comparació dels sistemes de material de circuit integrat fotònics
La figura 1 mostra una comparació de dos sistemes materials, el fòsfor indi (INP) i el silici (SI). La raresa d’Indium fa que l’INP sigui un material més car que SI. Com que els circuits basats en silici comporten un creixement epitaxial menys, el rendiment de circuits basats en silici sol ser superior al dels circuits INP. En circuits basats en silici, Germanium (GE), que normalment només s’utilitzaFotodetector(Detectors de llum)), requereix un creixement epitaxial, mentre que en sistemes INP, fins i tot les guies d’ona passives s’han de preparar mitjançant un creixement epitaxial. El creixement epitaxial tendeix a tenir una densitat de defectes més elevada que el creixement d’un cristall únic, com per exemple a partir d’un lingot de cristall. Les guies d'ona INP tenen un alt contrast d'índex de refracció només en transversal, mentre que les guies d'ona basades en silici tenen un alt contrast d'índex de refracció tant en transversal com en longitudinal, cosa que permet que els dispositius basats en silici aconsegueixin ràdios de flexió més petits i altres estructures més compactes. Ingaasp té una bretxa de banda directa, mentre que SI i GE no. Com a resultat, els sistemes de materials INP són superiors en termes d'eficiència làser. Els òxids intrínsecs dels sistemes INP no són tan estables i robustos com els òxids intrínsecs de Si, diòxid de silici (SiO2). El silici és un material més fort que l’INP, que permet l’ús de mides d’hòsties més grans, és a dir, de 300 mm (aviat s’actualitzaran a 450 mm) en comparació amb 75 mm en l’INP. INPmoduladorsNormalment depèn de l'efecte Stark-confinat quàntic, que és sensible a la temperatura a causa del moviment de la vora de la banda causat per la temperatura. En canvi, la dependència de la temperatura dels moduladors basats en silici és molt petita.

La tecnologia Photonics de silici es considera generalment adequada per a productes de baix cost, de gran abast, de gran volum (més d’un milió de peces a l’any). Això es deu al fet que s’accepta àmpliament que es requereix una gran quantitat de capacitat d’hòsties per difondre els costos de màscara i desenvolupamentSilicon Photonics TechnologyTé desavantatges de rendiment importants en les aplicacions de productes regionals i de llarg recorregut de la ciutat. En realitat, però, el contrari és cert. En aplicacions de baix cost, de gran abast, de gran rendiment, làser de superfície vertical de cavitat (VCSEL) ilàser modulat directe (Làser DML): El làser modulat directament representa una enorme pressió competitiva i la debilitat de la tecnologia fotònica basada en silici que no pot integrar fàcilment els làsers s’ha convertit en un desavantatge important. En canvi, en aplicacions de llarga distància, a causa de la preferència per integrar la tecnologia de fotònics de silici i el processament digital de senyal (DSP) (que sovint es troba en ambients d’alta temperatura), és més avantatjós separar el làser. A més, la tecnologia de detecció coherent pot compensar les mancances de la tecnologia de fotònics de silici en gran mesura, com ara el problema que el corrent fosc és molt menor que el fotocurrent oscil·lador local. Al mateix temps, també és erroni pensar que es necessita una gran quantitat de capacitat d’hòsties per cobrir els costos de màscara i desenvolupament, perquè la tecnologia Photonics de silici utilitza mides de nodes molt més grans que els semiconductors d’òxids metàl·lics complementaris més avançats (CMOs), de manera que les màscares i les proves de producció requerides són relativament barates.