Wafer LNOI (Niobato de Lítio sobre Isolador) Telecomunicações Detecção de Alta Eletro-Óptica
Diagrama Detalhado
Visão geral
Dentro da caixa do wafer, existem ranhuras simétricas, cujas dimensões são rigorosamente uniformes para suportar os dois lados do wafer. A caixa de cristal é geralmente feita de plástico PP translúcido, resistente à temperatura, ao desgaste e à eletricidade estática. Diferentes cores de aditivos são utilizadas para distinguir os segmentos de processo metálico na produção de semicondutores. Devido ao pequeno tamanho das chaves dos semicondutores, aos padrões densos e aos requisitos rigorosos de tamanho de partículas na produção, a caixa do wafer deve garantir um ambiente limpo para se conectar à cavidade de reação da caixa de microambiente de diferentes máquinas de produção.
Metodologia de Fabricação
A fabricação de wafers LNOI consiste em várias etapas precisas:
Etapa 1: Implantação de íons de hélioÍons de hélio são introduzidos em um cristal de LN em massa usando um implantador de íons. Esses íons se alojam em uma profundidade específica, formando um plano enfraquecido que, eventualmente, facilitará o desprendimento do filme.
Etapa 2: Formação do substrato baseUma pastilha separada de silício ou LN é oxidada ou revestida com SiO₂ usando PECVD ou oxidação térmica. Sua superfície superior é planarizada para uma ligação ideal.
Etapa 3: Ligação do LN ao substratoO cristal de LN implantado com íons é virado e fixado à pastilha base por meio de ligação direta. Em ambientes de pesquisa, o benzociclobuteno (BCB) pode ser usado como adesivo para simplificar a ligação em condições menos rigorosas.
Etapa 4: Tratamento térmico e separação de filmesO recozimento ativa a formação de bolhas na profundidade implantada, permitindo a separação da película fina (camada superior de LN) do volume. A força mecânica é utilizada para completar a esfoliação.
Etapa 5: Polimento de superfícieO polimento químico-mecânico (CMP) é aplicado para alisar a superfície superior do LN, melhorando a qualidade óptica e o rendimento do dispositivo.
Parâmetros técnicos
| Material | Óptico Nota LiNbO3 bolachas (brancas or Preto) | |
| Curie Temp | 1142±0,7℃ | |
| Corte Ângulo | X/Y/Z etc | |
| Diâmetro/tamanho | 2”/3”/4” ±0,03 mm | |
| Tol(±) | <0,20 mm ±0,005 mm | |
| Grossura | 0,18 a 0,5 mm ou mais | |
| Primário Plano | 16 mm/22 mm/32 mm | |
| TTV | <3μm | |
| Arco | -30 | |
| Urdidura | <40μm | |
| Orientação Plano | Todos disponíveis | |
| Superfície Tipo | Polimento de um lado (SSP)/polimento de dois lados (DSP) | |
| Polido lado Ra | <0,5 nm | |
| S/D | 20/10 | |
| Borda Critérios | R=0,2 mm Tipo C or Nariz de touro | |
| Qualidade | Livre of rachaduras (bolhas e inclusões) | |
| Óptico dopado | Mg/Fe/Zn/MgO etc para óptico nota LN bolachas por solicitado | |
| Bolacha Superfície Critérios | Índice de refração | No=2,2878/Ne=2,2033 @método de acoplador de comprimento de onda/prisma de 632 nm. |
| Contaminação, | Nenhum | |
| Partículas c>0,3μ m | <=30 | |
| Arranhão, lascas | Nenhum | |
| Defeito | Sem rachaduras nas bordas, arranhões, marcas de serra, manchas | |
| Embalagem | Qtd/Caixa de wafer | 25 peças por caixa |
Casos de uso
Devido à sua versatilidade e desempenho, o LNOI é usado em vários setores:
Fotônica:Moduladores compactos, multiplexadores e circuitos fotônicos.
RF/Acústica:Moduladores acústico-ópticos, filtros de RF.
Computação quântica:Misturadores de frequência não lineares e geradores de pares de fótons.
Defesa e Aeroespacial:Giroscópios ópticos de baixa perda, dispositivos de mudança de frequência.
Dispositivos médicos:Biossensores ópticos e sondas de sinal de alta frequência.
Perguntas frequentes
P: Por que o LNOI é preferível ao SOI em sistemas ópticos?
A:O LNOI apresenta coeficientes eletro-ópticos superiores e maior faixa de transparência, permitindo maior desempenho em circuitos fotônicos.
P: O CMP é obrigatório após a divisão?
A:Sim. A superfície exposta do LN fica áspera após o fatiamento iônico e deve ser polida para atender às especificações de grau óptico.
P: Qual é o tamanho máximo de wafer disponível?
A:Os wafers LNOI comerciais são principalmente de 3” e 4”, embora alguns fornecedores estejam desenvolvendo variantes de 6”.
P: A camada LN pode ser reutilizada após a divisão?
A:O cristal base pode ser polido e reutilizado diversas vezes, embora a qualidade possa se deteriorar após vários ciclos.
P: Os wafers LNOI são compatíveis com o processamento CMOS?
A:Sim, eles são projetados para se alinhar aos processos convencionais de fabricação de semicondutores, especialmente quando substratos de silício são usados.
