অপটিক্যাল মডুলেটর ওয়েভগাইড ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের জন্য ৮ ইঞ্চি LNOI (ইনসুলেটরে LiNbO3) ওয়েফার
বিস্তারিত চিত্র
ভূমিকা
লিথিয়াম নিওবেট অন ইনসুলেটর (LNOI) ওয়েফার হল একটি অত্যাধুনিক উপাদান যা বিভিন্ন উন্নত অপটিক্যাল এবং ইলেকট্রনিক অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয়। আয়ন ইমপ্লান্টেশন এবং ওয়েফার বন্ধনের মতো অত্যাধুনিক কৌশল ব্যবহার করে লিথিয়াম নিওবেট (LiNbO₃) এর একটি পাতলা স্তর একটি অন্তরক সাবস্ট্রেটের উপর স্থানান্তর করে তৈরি করা হয়। LNOI প্রযুক্তি সিলিকন অন ইনসুলেটর (SOI) ওয়েফার প্রযুক্তির সাথে অনেক মিল রয়েছে তবে লিথিয়াম নিওবেটের অনন্য অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যের সুবিধা গ্রহণ করে, এটি তার পাইজোইলেকট্রিক, পাইরোইলেকট্রিক এবং নন-লিনিয়ার অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যের জন্য পরিচিত একটি উপাদান।
উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-গতির অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে উচ্চতর কর্মক্ষমতার কারণে LNOI ওয়েফারগুলি ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্স, টেলিযোগাযোগ এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের মতো ক্ষেত্রগুলিতে উল্লেখযোগ্য মনোযোগ অর্জন করেছে। ওয়েফারগুলি "স্মার্ট-কাট" কৌশল ব্যবহার করে তৈরি করা হয়, যা লিথিয়াম নিওবেট পাতলা ফিল্মের পুরুত্বের উপর সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে, নিশ্চিত করে যে ওয়েফারগুলি বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় স্পেসিফিকেশন পূরণ করে।
নীতি
LNOI ওয়েফার তৈরির প্রক্রিয়াটি একটি বাল্ক লিথিয়াম নিওবেট স্ফটিক দিয়ে শুরু হয়। স্ফটিকটি আয়ন ইমপ্লান্টেশনের মধ্য দিয়ে যায়, যেখানে উচ্চ-শক্তির হিলিয়াম আয়নগুলি লিথিয়াম নিওবেট স্ফটিকের পৃষ্ঠে প্রবেশ করানো হয়। এই আয়নগুলি স্ফটিককে একটি নির্দিষ্ট গভীরতায় প্রবেশ করে এবং স্ফটিক কাঠামোকে ব্যাহত করে, একটি ভঙ্গুর সমতল তৈরি করে যা পরে স্ফটিকটিকে পাতলা স্তরে পৃথক করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। হিলিয়াম আয়নগুলির নির্দিষ্ট শক্তি ইমপ্লান্টেশনের গভীরতা নিয়ন্ত্রণ করে, যা সরাসরি চূড়ান্ত লিথিয়াম নিওবেট স্তরের পুরুত্বকে প্রভাবিত করে।
আয়ন ইমপ্লান্টেশনের পর, লিথিয়াম নাইওবেট স্ফটিককে ওয়েফার বন্ডিং নামক একটি কৌশল ব্যবহার করে একটি সাবস্ট্রেটের সাথে সংযুক্ত করা হয়। বন্ধন প্রক্রিয়াটি সাধারণত একটি সরাসরি বন্ধন পদ্ধতি ব্যবহার করে, যেখানে দুটি পৃষ্ঠ (আয়ন-ইমপ্লান্টেড লিথিয়াম নাইওবেট স্ফটিক এবং সাবস্ট্রেট) উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপের অধীনে একসাথে চাপ দিয়ে একটি শক্তিশালী বন্ধন তৈরি করা হয়। কিছু ক্ষেত্রে, অতিরিক্ত সহায়তার জন্য বেনজোসাইক্লোবিউটিন (BCB) এর মতো একটি আঠালো উপাদান ব্যবহার করা যেতে পারে।
বন্ধনের পর, আয়ন ইমপ্লান্টেশনের ফলে সৃষ্ট যেকোনো ক্ষতি মেরামত করতে এবং স্তরগুলির মধ্যে বন্ধন উন্নত করতে ওয়েফারটি একটি অ্যানিলিং প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়। অ্যানিলিং প্রক্রিয়াটি পাতলা লিথিয়াম নিওবেট স্তরকে মূল স্ফটিক থেকে বিচ্ছিন্ন করতেও সাহায্য করে, যার ফলে লিথিয়াম নিওবেটের একটি পাতলা, উচ্চ-মানের স্তর তৈরি হয় যা ডিভাইস তৈরির জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।
স্পেসিফিকেশন
LNOI ওয়েফারগুলির বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য তাদের উপযুক্ততা নিশ্চিত করে। এর মধ্যে রয়েছে:
উপাদান স্পেসিফিকেশন
| উপাদান | স্পেসিফিকেশন |
| উপাদান | সমজাতীয়: LiNbO3 |
| উপাদানের মান | বুদবুদ বা অন্তর্ভুক্তি <100μm |
| ওরিয়েন্টেশন | Y-কাট ±0.2° |
| ঘনত্ব | ৪.৬৫ গ্রাম/সেমি³ |
| কিউরি তাপমাত্রা | ১১৪২ ±১°সে. |
| স্বচ্ছতা | ৪৫০-৭০০ ন্যানোমিটার পরিসরে (১০ মিমি পুরুত্ব) ৯৫% থেকে বেশি |
উৎপাদন স্পেসিফিকেশন
| প্যারামিটার | স্পেসিফিকেশন |
| ব্যাস | ১৫০ মিমি ±০.২ মিমি |
| বেধ | ৩৫০ মাইক্রোমিটার ±১০ মাইক্রোমিটার |
| সমতলতা | <1.3 মাইক্রোমিটার |
| মোট পুরুত্বের তারতম্য (TTV) | ওয়ার্প <70 μm @ 150 মিমি ওয়েফার |
| স্থানীয় পুরুত্বের তারতম্য (LTV) | <70 μm @ 150 মিমি ওয়েফার |
| রুক্ষতা | Rq ≤0.5 nm (AFM RMS মান) |
| পৃষ্ঠের গুণমান | ৪০-২০ |
| কণা (অপসারণযোগ্য) | ১০০-২০০ মাইক্রোমিটার ≤৩ কণা |
| চিপস | <300 μm (পূর্ণ ওয়েফার, কোন বর্জন অঞ্চল নেই) |
| ফাটল | কোনও ফাটল নেই (পূর্ণ ওয়েফার) |
| দূষণ | কোনও অপসারণযোগ্য দাগ নেই (পূর্ণ ওয়েফার) |
| সমান্তরালতা | <30 আর্কসেকেন্ড |
| ওরিয়েন্টেশন রেফারেন্স প্লেন (এক্স-অক্ষ) | ৪৭ ±২ মিমি |
অ্যাপ্লিকেশন
LNOI ওয়েফারগুলি তাদের অনন্য বৈশিষ্ট্যের কারণে বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে ফোটোনিক্স, টেলিযোগাযোগ এবং কোয়ান্টাম প্রযুক্তির ক্ষেত্রে। কিছু মূল অ্যাপ্লিকেশনের মধ্যে রয়েছে:
ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্স:LNOI ওয়েফারগুলি ইন্টিগ্রেটেড অপটিক্যাল সার্কিটে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যেখানে তারা মডুলেটর, ওয়েভগাইড এবং রেজোনেটরের মতো উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন ফোটোনিক ডিভাইসগুলিকে সক্ষম করে। লিথিয়াম নিওবেটের উচ্চ অরৈখিক অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে দক্ষ আলোর ম্যানিপুলেশনের প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য একটি দুর্দান্ত পছন্দ করে তোলে।
টেলিযোগাযোগ:LNOI ওয়েফারগুলি অপটিক্যাল মডুলেটরগুলিতে ব্যবহৃত হয়, যা ফাইবার অপটিক নেটওয়ার্ক সহ উচ্চ-গতির যোগাযোগ ব্যবস্থার অপরিহার্য উপাদান। উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে আলো মডিউল করার ক্ষমতা LNOI ওয়েফারগুলিকে আধুনিক টেলিযোগাযোগ ব্যবস্থার জন্য আদর্শ করে তোলে।
কোয়ান্টাম কম্পিউটিং:কোয়ান্টাম প্রযুক্তিতে, LNOI ওয়েফারগুলি কোয়ান্টাম কম্পিউটার এবং কোয়ান্টাম যোগাযোগ ব্যবস্থার জন্য উপাদান তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। LNOI-এর অরৈখিক অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলিকে কাজে লাগিয়ে এনট্যাঙ্গেলড ফোটন জোড়া তৈরি করা হয়, যা কোয়ান্টাম কী বিতরণ এবং কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফির জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
সেন্সর:LNOI ওয়েফারগুলি বিভিন্ন সেন্সিং অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে রয়েছে অপটিক্যাল এবং অ্যাকোস্টিক সেন্সর। আলো এবং শব্দ উভয়ের সাথেই মিথস্ক্রিয়া করার ক্ষমতা তাদের বিভিন্ন ধরণের সেন্সিং প্রযুক্তির জন্য বহুমুখী করে তোলে।
প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
Q:LNOI প্রযুক্তি কী?
A: LNOI প্রযুক্তিতে একটি পাতলা লিথিয়াম নিওবেট ফিল্মকে একটি অন্তরক সাবস্ট্রেটের উপর স্থানান্তর করা হয়, সাধারণত সিলিকন। এই প্রযুক্তি লিথিয়াম নিওবেটের অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলিকে কাজে লাগায়, যেমন এর উচ্চ অরৈখিক অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য, পাইজোইলেকট্রিসিটি এবং পাইরোইলেকট্রিসিটি, যা এটিকে সমন্বিত অপটিক্স এবং টেলিযোগাযোগের জন্য আদর্শ করে তোলে।
Q:LNOI এবং SOI ওয়েফারের মধ্যে পার্থক্য কী?
A: LNOI এবং SOI ওয়েফার উভয়ই একই রকম কারণ এগুলিতে একটি সাবস্ট্রেটের সাথে আবদ্ধ উপাদানের একটি পাতলা স্তর থাকে। তবে, LNOI ওয়েফারগুলি পাতলা ফিল্ম উপাদান হিসাবে লিথিয়াম নিওবেট ব্যবহার করে, যখন SOI ওয়েফারগুলি সিলিকন ব্যবহার করে। মূল পার্থক্য হল পাতলা ফিল্ম উপাদানের বৈশিষ্ট্য, যেখানে LNOI উচ্চতর অপটিক্যাল এবং পাইজোইলেকট্রিক বৈশিষ্ট্য প্রদান করে।
Q:LNOI ওয়েফার ব্যবহারের সুবিধা কী কী?
উত্তর: LNOI ওয়েফারের প্রধান সুবিধার মধ্যে রয়েছে তাদের চমৎকার অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য, যেমন উচ্চ অরৈখিক অপটিক্যাল সহগ এবং তাদের যান্ত্রিক শক্তি। এই বৈশিষ্ট্যগুলি LNOI ওয়েফারগুলিকে উচ্চ-গতি, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং কোয়ান্টাম অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহারের জন্য আদর্শ করে তোলে।
Q:কোয়ান্টাম অ্যাপ্লিকেশনের জন্য কি LNOI ওয়েফার ব্যবহার করা যেতে পারে?
উত্তর: হ্যাঁ, LNOI ওয়েফারগুলি কোয়ান্টাম প্রযুক্তিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় কারণ তাদের জট পাকানো ফোটন জোড়া তৈরি করার ক্ষমতা এবং সমন্বিত ফোটোনিক্সের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। কোয়ান্টাম কম্পিউটিং, যোগাযোগ এবং ক্রিপ্টোগ্রাফিতে প্রয়োগের জন্য এই বৈশিষ্ট্যগুলি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
Q:LNOI ফিল্মের সাধারণ পুরুত্ব কত?
A: LNOI ফিল্মগুলি সাধারণত কয়েকশ ন্যানোমিটার থেকে শুরু করে কয়েক মাইক্রোমিটার পর্যন্ত পুরুত্বের হয়, যা নির্দিষ্ট প্রয়োগের উপর নির্ভর করে। আয়ন ইমপ্লান্টেশন প্রক্রিয়ার সময় পুরুত্ব নিয়ন্ত্রণ করা হয়।
