Optoelektron integrasiýa usuly

Optoelektronikintegrasiýa usuly

Birleşmekfotonikawe elektronika maglumatlary gaýtadan işlemek ulgamlarynyň mümkinçiliklerini gowulandyrmakda, has çalt maglumat geçiriş nyrhlaryny üpjün etmekde, energiýanyň sarp edilişinde we has ykjam enjam dizaýnlarynda mümkinçilik döretmekde we ulgam dizaýny üçin ägirt uly mümkinçilikleri açmakda möhüm ädimdir. Integrasiýa usullary, adatça, iki kategoriýa bölünýär: monolit integrasiýa we köp çipli integrasiýa.

Monolit integrasiýa
Monolit integrasiýasy, adatça gabat gelýän materiallary we amallary ulanyp, şol bir substratda fotonik we elektron böleklerini öndürmegi öz içine alýar. Bu çemeleşme, bir çipiň içinde ýagtylyk bilen elektrik arasynda üznüksiz interfeýs döretmäge gönükdirilendir.
Üstünlikleri:
1. Özara baglanyşyk ýitgilerini azaltmak: Fotonlary we elektron böleklerini ýakyn ýerde ýerleşdirmek, çipden daşarky birikmeler bilen baglanyşykly signal ýitgilerini azaldýar.
2, öndürijiligiň gowulaşmagy: Has berk integrasiýa signal ýollarynyň gysga bolmagy we gijä galmagy sebäpli has çalt maglumat geçiriş tizligine sebäp bolup biler.
3, Kiçijik ululyk: Monolit integrasiýa ýokary ykjam enjamlara mümkinçilik berýär, bu maglumat merkezleri ýa-da elde göterilýän enjamlar ýaly giňişlik çäkli programmalar üçin aýratyn peýdalydyr.
4, energiýa sarp edilişini azaltmak: güýç talaplaryny ep-esli azaldyp biljek aýratyn paketlere we uzak aralyk baglanyşyklara zerurlygy aradan aýyryň.
Mesele:
1) Maddy taýdan laýyklyk: qualityokary hilli elektronlary we fotoniki funksiýalary goldaýan materiallary tapmak kyn bolup biler, sebäbi köplenç dürli häsiýetleri talap edýär.
2, prosesiň utgaşyklygy: Elektronikanyň we fotonyň dürli önümçilik proseslerini haýsydyr bir komponentiň işleýşini peseltmän şol bir substratda birleşdirmek çylşyrymly mesele.
4, Çylşyrymly önümçilik: Elektron we fotononiki gurluşlar üçin zerur bolan ýokary takyklyk önümçiligiň çylşyrymlylygyny we bahasyny ýokarlandyrýar.

Köp çipli integrasiýa
Bu çemeleşme, her bir funksiýa üçin materiallary we amallary saýlamakda has çeýeligi üpjün edýär. Bu integrasiýada elektron we fotoniki komponentler dürli proseslerden gelýär we soňra bir ýere jemlenip umumy bukja ýa-da substrata ýerleşdirilýär (1-nji surat). Indi optoelektron çipleriň arasyndaky baglanyşyk rejelerini sanap geçeliň. Göni baglanyşyk: Bu usul, adatça molekulýar baglanyşyk güýçleri, ýylylyk we basyş arkaly ýeňilleşdirilen iki sany tekiz ýüzüň göni fiziki aragatnaşygyny we baglanyşygyny öz içine alýar. Ityönekeýligiň we gaty pes ýitgi baglanyşyklarynyň artykmaçlygy bar, ýöne takyk sazlanan we arassa ýüzleri talap edýär. Süýüm / örtük birikdirmesi: Bu shemada süýüm ýa-da süýüm massiwi fotonik çipiň gyrasyna ýa-da ýüzüne birleşdirilip, ýagtylygyň çipiň içine we daşyna birleşmegine mümkinçilik berýär. Panel, fotonik çip bilen daşarky süýümiň arasynda ýagtylygyň ýaýramagynyň netijeliligini ýokarlandyrmak üçin dik birikdirmek üçin hem ulanylyp bilner. Silikonly deşikler (TSV) we mikro bökmekler: Silikon arkaly deşikler kremniniň aşaky gatlagynyň üsti bilen dik baglanyşyk bolup, çipleri üç ölçegde saklamaga mümkinçilik berýär. Mikro-konweks nokatlar bilen birleşdirilip, ýokary dykyzlykly integrasiýa üçin amatly görnüşli konfigurasiýalarda elektron we foton çipleriniň arasynda elektrik birikmelerini gazanmaga kömek edýär. Optiki araçy gatlagy: Optiki araçy gatlagy, çipleriň arasynda optiki signallary ugrukdyrmak üçin araçy bolup hyzmat edýän optiki tolkun goragçylaryny öz içine alýan aýratyn substratdyr. Takyk deňleşdirmäge we goşmaça passiw mümkinçilik berýäroptiki komponentlerbirikmegiň çeýeligini ýokarlandyrmak üçin birleşdirilip bilner. Gibrid baglanyşyk: Bu ösen baglanyşyk tehnologiýasy, çipler bilen ýokary hilli optiki interfeýsleriň arasynda ýokary dykyzlykly elektrik birikmelerini gazanmak üçin göni baglanyşyk we mikro-bökmek tehnologiýasyny birleşdirýär. Esasanam ýokary öndürijilikli optoelektroniki integrasiýa üçin geljegi uludyr. Solder bamping baglanyşygy: Flip çip baglanyşygyna meňzeş, elektrik birikmelerini döretmek üçin lehim bölekleri ulanylýar. Şeýle-de bolsa, optoelektroniki integrasiýa kontekstinde termiki stres sebäpli dörän fotoniki komponentlere zeper ýetmezlik we optiki deňleşmegi saklamak üçin aýratyn üns berilmelidir.

1-nji surat :: Elektron / foton çip-çip baglanyşyk shemasy

Bu çemeleşmeleriň peýdalary möhümdir: CMOS dünýäsi Muruň kanunyndaky kämilleşdirişleri dowam etdirýärkä, CMOS ýa-da Bi-CMOS-yň her neslini arzan kremniy fotonik çipine çalt uýgunlaşdyryp, iň oňat prosesleriň artykmaçlyklaryny gazanyp bolar. fotonika we elektronika. Fotonika, adatça, gaty kiçi gurluşlaryň (takmynan 100 nanometr ululykdaky adaty) ýasalmagyny talap etmeýändigi we enjamlaryň tranzistorlar bilen deňeşdirilende ulydygy sebäpli, ykdysady pikirler foton enjamlaryny islendik ösenlerden aýry, aýratyn prosesde öndürilmegine itergi berer. soňky önüm üçin zerur elektronika.
Üstünlikleri:
1, çeýeligi: Elektron we fotoniki komponentleriň iň gowy öndürijiligini gazanmak üçin dürli materiallar we prosesler özbaşdak ulanylyp bilner.
2, prosessiň kämillik derejesi: her bir komponent üçin ýetişen önümçilik prosesleriniň ulanylmagy önümçiligi ýönekeýleşdirip we çykdajylary azaldyp biler.
3, Döwrebaplaşdyrmak we tehniki hyzmat etmek: Komponentleriň bölünmegi, aýry-aýry komponentleriň tutuş ulgamyna täsir etmezden çalşylmagyna ýa-da täzelenmegine mümkinçilik berýär.
Mesele:
1, özara baglanyşyk ýitgisi: Çipden daşarky birikme goşmaça signal ýitgisini girizýär we çylşyrymly deňleşdiriş amallaryny talap edip biler.
2, çylşyrymlylygyň we ululygyň ýokarlanmagy: Aýry-aýry komponentler goşmaça gaplamalary we özara baglanyşyklary talap edýär, netijede has uly ululyklar we has ýokary çykdajylar bolýar.
3, has ýokary energiýa sarp edilişi: Uzyn signal ýollary we goşmaça gaplamalar monolit integrasiýa bilen deňeşdirilende güýç talaplaryny artdyryp biler.
Netije:
Monolit we köp çipli integrasiýany saýlamak, öndürijilik maksatlaryna, ululykdaky çäklendirmelere, çykdajylara we tehnologiýanyň kämillik derejesine goşmak bilen amaly aýratyn talaplara baglydyr. Önümçilik çylşyrymlylygyna garamazdan, monolit integrasiýa aşa miniatýurizasiýa, az energiýa sarp etmegi we ýokary tizlikli maglumat geçirişini talap edýän programmalar üçin amatlydyr. Muňa derek, köp çipli integrasiýa has uly dizaýn çeýeligini hödürleýär we bar bolan önümçilik mümkinçiliklerinden peýdalanýar, bu faktorlar has berk integrasiýanyň artykmaçlyklaryndan has ýokary bolan programmalar üçin amatly bolýar. Gözlegleriň gidişinde iki strategiýanyň elementlerini birleşdirýän gibrid çemeleşmeler, her çemeleşme bilen baglanyşykly kynçylyklary azaltmak bilen ulgamyň işleýşini optimizirlemek üçin hem öwrenilýär.