LNOI วาเฟอร์ ไลธีียมไนโอเบท บนไอโซเลเตอร์ 2/3/4/6/8 นิ้ว LN หน่วย

แผ่นเวเฟอร์ LNOI (ลิเธียมไนโอเบตบนฉนวน) 2/3/4/6/8 นิ้ว ซิลิคอน/LN Substrate

บทนำแผ่นเวเฟอร์ LNOI
แผ่นเวเฟอร์ LNOI (ลิเธียมไนโอเบตบนฉนวน) เป็นวัสดุที่ทันสมัยซึ่งใช้ในการพัฒนาอุปกรณ์โฟโตนิกและควอนตัมขั้นสูง แผ่นเวเฟอร์เหล่านี้ถูกผลิตขึ้นโดยการยึดติดชั้นบางๆ ของลิเธียมไนโอเบต (LiNbO₃) เข้ากับพื้นผิวฉนวน โดยทั่วไปคือซิลิคอน ผ่านกระบวนการพิเศษ เช่น การปลูกถ่ายไอออนและการยึดติดแผ่นเวเฟอร์ แผ่นเวเฟอร์ LNOI ได้รับคุณสมบัติทางแสงและเพียโซอิเล็กทริกที่ยอดเยี่ยมของลิเธียมไนโอเบต ทำให้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงในด้านออปติกแบบบูรณาการ โทรคมนาคม และเทคโนโลยีควอนตัม บทความนี้จะสำรวจหลักการพื้นฐาน การใช้งานหลัก และคำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับแผ่นเวเฟอร์ LNOI

หลักการผลิตแผ่นเวเฟอร์ LNOI:
กระบวนการสร้างแผ่นเวเฟอร์ LNOI นั้นซับซ้อนและเกี่ยวข้องกับขั้นตอนสำคัญหลายขั้นตอนเพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีคุณภาพและฟังก์ชันการทำงานสูง นี่คือรายละเอียดของขั้นตอนหลัก:

1. การปลูกถ่ายไอออน:
   กระบวนการผลิตเริ่มต้นด้วยคริสตัลลิเธียมไนโอเบตจำนวนมาก ไอออนฮีเลียม (He) พลังงานสูงจะถูกปลูกถ่ายลงบนพื้นผิวของคริสตัล พลังงานและความลึกของไอออนจะกำหนดความหนาของชั้นลิเธียมไนโอเบต การปลูกถ่ายไอออนนี้สร้างระนาบที่เปราะบางภายในคริสตัล ซึ่งสามารถแยกออกได้ในระหว่างขั้นตอนต่อมาของกระบวนการเพื่อให้ได้ฟิล์มลิเธียมไนโอเบตบางคุณภาพสูง

2. การยึดติดกับพื้นผิว:
   เมื่อกระบวนการปลูกถ่ายไอออนเสร็จสิ้น ชั้นลิเธียมไนโอเบต (ซึ่งอ่อนตัวลงด้วยไอออน) จะถูกยึดติดกับพื้นผิวฉนวน โดยทั่วไปคือซิลิคอน ทำได้โดยใช้เทคนิคการยึดติดแผ่นเวเฟอร์โดยตรง โดยที่พื้นผิวจะถูกกดเข้าด้วยกันที่แรงดันและอุณหภูมิสูง พันธะที่เกิดขึ้นจะสร้างอินเทอร์เฟซที่เสถียรระหว่างชั้นลิเธียมไนโอเบตบางๆ และพื้นผิวรองรับ

3. การอบอ่อนและการแยกชั้น:
   หลังจากการยึดติด แผ่นเวเฟอร์จะผ่านกระบวนการอบอ่อน ซึ่งช่วยซ่อมแซมความเสียหายที่เกิดจากการปลูกถ่ายไอออน ขั้นตอนการอบอ่อนยังช่วยส่งเสริมการแยกชั้นบนสุดของลิเธียมไนโอเบตออกจากคริสตัลจำนวนมาก ซึ่งส่งผลให้เกิดชั้นลิเธียมไนโอเบตบางคุณภาพสูงบนพื้นผิว ซึ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานต่างๆ ด้านโฟโตนิกและควอนตัม

4. การขัดเงาเชิงกลเคมี (CMP):
   เพื่อให้ได้คุณภาพพื้นผิวและความเรียบตามที่ต้องการ แผ่นเวเฟอร์จะผ่านการขัดเงาเชิงกลเคมี (CMP) CMP จะทำให้พื้นผิวเรียบขึ้น ทำให้มั่นใจได้ว่าแผ่นเวเฟอร์ขั้นสุดท้ายตรงตามข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์โฟโตนิกประสิทธิภาพสูง ขั้นตอนนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการรับประกันประสิทธิภาพทางแสงที่ดีที่สุดและลดข้อบกพร่อง

ข้อมูลจำเพาะของแผ่นเวเฟอร์ LNOI

การใช้งานแผ่นเวเฟอร์ LNOI:
แผ่นเวเฟอร์ LNOI ใช้ในสาขาต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาที่ต้องการคุณสมบัติของวัสดุขั้นสูงสำหรับการใช้งานด้านโฟโตนิก ควอนตัม และความเร็วสูง ด้านล่างนี้คือพื้นที่สำคัญที่แผ่นเวเฟอร์ LNOI เป็นสิ่งจำเป็น:

1. ออปติกแบบบูรณาการ:
   แผ่นเวเฟอร์ LNOI ใช้กันอย่างแพร่หลายในออปติกแบบบูรณาการ ซึ่งทำหน้าที่เป็นรากฐานสำหรับอุปกรณ์โฟโตนิก เช่น ตัวปรับเปลี่ยน คลื่นนำ และตัวสะท้อน อุปกรณ์เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการจัดการแสงในระดับวงจรรวม ทำให้สามารถส่งข้อมูลความเร็วสูง การประมวลผลสัญญาณ และการใช้งานทางแสงขั้นสูง

2. โทรคมนาคม:
   แผ่นเวเฟอร์ LNOI มีบทบาทสำคัญในด้านโทรคมนาคม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบการสื่อสารด้วยแสง ใช้เพื่อสร้างตัวปรับเปลี่ยนแสง ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับเครือข่ายใยแก้วนำแสงความเร็วสูง คุณสมบัติทางไฟฟ้า-ออปติกที่ยอดเยี่ยมของ LNOI ช่วยให้สามารถปรับแสงได้อย่างแม่นยำที่ความถี่สูง ซึ่งจำเป็นสำหรับระบบการสื่อสารสมัยใหม่

3. การคำนวณควอนตัม:
   แผ่นเวเฟอร์ LNOI เป็นวัสดุในอุดมคติสำหรับเทคโนโลยีควอนตัมเนื่องจากความสามารถในการสร้างคู่โฟตอนที่พันกัน ซึ่งจำเป็นสำหรับการกระจายคีย์ควอนตัม (QKD) และการเข้ารหัสลับควอนตัม การรวมเข้ากับระบบการคำนวณควอนตัมช่วยให้สามารถพัฒนาวงจรโฟโตนิกขั้นสูง ซึ่งมีความสำคัญต่ออนาคตของการคำนวณควอนตัมและเทคโนโลยีการสื่อสาร

4. เทคโนโลยีการตรวจจับ:
   แผ่นเวเฟอร์ LNOI ยังใช้ในการใช้งานการตรวจจับด้วยแสงและเสียง ความสามารถของแผ่นเวเฟอร์ในการโต้ตอบกับทั้งแสงและเสียงทำให้มีคุณค่าสำหรับเซ็นเซอร์ที่ใช้ในการวินิจฉัยทางการแพทย์ การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม และการทดสอบทางอุตสาหกรรม ความไวและความเสถียรสูงช่วยให้มั่นใจได้ถึงการวัดที่แม่นยำ ทำให้เป็นสิ่งจำเป็นในสาขาเหล่านี้

คำถามที่พบบ่อยของแผ่นเวเฟอร์ LNOI

1. แผ่นเวเฟอร์ LNOI ทำมาจากอะไร?
   แผ่นเวเฟอร์ LNOI ประกอบด้วยชั้นบางๆ ของลิเธียมไนโอเบต (LiNbO₃) ที่ยึดติดกับพื้นผิวฉนวน โดยทั่วไปคือซิลิคอน ชั้นลิเธียมไนโอเบตมีคุณสมบัติทางแสงและเพียโซอิเล็กทริกที่ยอดเยี่ยม ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงต่างๆ

2. แผ่นเวเฟอร์ LNOI แตกต่างจากแผ่นเวเฟอร์ SOI อย่างไร?
   ในขณะที่แผ่นเวเฟอร์ LNOI และ SOI ประกอบด้วยฟิล์มบางที่ยึดติดกับพื้นผิวฉนวน LNOI ใช้ลิเธียมไนโอเบตเป็นวัสดุฟิล์มบาง ในขณะที่แผ่นเวเฟอร์ SOI ใช้ซิลิคอน ลิเธียมไนโอเบตมีคุณสมบัติทางแสงที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่เหนือกว่า ซึ่งทำให้แผ่นเวเฟอร์ LNOI เหมาะสมกว่าสำหรับการใช้งานเช่น การคำนวณควอนตัมและโฟโตนิกขั้นสูง

3. ประโยชน์หลักของการใช้แผ่นเวเฟอร์ LNOI คืออะไร?
   ประโยชน์หลักของแผ่นเวเฟอร์ LNOI ได้แก่ สัมประสิทธิ์ไฟฟ้า-ออปติกสูง ซึ่งช่วยให้การปรับแสงมีประสิทธิภาพ รวมถึงความแข็งแรงทางกล ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรในระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้แผ่นเวเฟอร์ LNOI เหมาะสำหรับการใช้งานทางแสงและควอนตัมความเร็วสูง

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง

ลิเธียมไนโอเบต (LiNbO3) คริสตัล EO/PO ส่วนประกอบโทรคมนาคม การป้องกันประเทศ​ SAW ความถี่สูง

SiC-on-Insulator SiCOI Substrates การนำความร้อนสูง ช่วงช่องว่างกว้าง