فناوری ساخت ادوات نیمه هادی نوری
۱. منابع نوری
. در این قسمت به تکنولوژی ساخت منابع مخابرات نوری اشاره می شود . ساخت ادوات مخابرات نوری از قبیل منابع، تقویت کننده ها
وآشکارسازهای نوری با استفاده از تکنیکهای پیش رفته ای درحوزه های رشد بلور، نشاندن لایه های نازک، چاپ و حکاکی و بسته بندی انجام می شود . یک منبع نوری معمولا تراش ه ای با ساختار بلوری است که لایه های بسیار نازک نیمه هادی، عایق و فلز با ضخامتهایی از مرتبه چند ده آنگستروم تا چند میکرون برآن نشانده شده است .سطح این تراشه به شکلهای معینی حکاکی وپرداخت شده و جهت حفاظت و سهولت بکارگیری آنها در سیستمهای مخابراتی در محفظه های مخصوصی تعبیه و جاسازی شده است.
بخشی از تکنیکهای بکار رفته در ساخت این ادوات بویژه در زمینه لیتوگرافی وحکاکی مشابه تکنیکهای متداول در ساخت مدارات مجتمع سیلیکنی می باشد؛ بخش دیگری ازاین تکنیکها و HEMT کاربرد مشترکی در ساخت ادوات الکترونیکی فرکانس بالا مانند ترانزیستورهای دارند . برخی دیگر ازاین تکنیکها برگرفته از فرایند ساخت MMIC مدارات مجتمع مایکرویو ادوات میکروالکترومکانیکی می باشند و برخی دیگر از این تکنیکها بویژه در زمینه بسته بندی و تزویج نوری ارتباط نزدیکی با فرایند ساخت موجبرهای فیبری دارد.
فرایند ساخت
در این قسمت مراحل مختلف متداول برای ساخت یکپارچه اجزاء مختلف تراشه و ادوات منابع نوری معرفی می شود . با توجه به تنوع ساختارهای موجود، صرفا مراحل عمومی ساخت لیزر فرایند ساخت ناحیه فعال نمونه ای از DFB دیودی بررسی می شود و با توجه به اهمیت لیزرهای این ادوات نیز بررسی می گردد. همچنین مراحل ساخت لیزرهای موجبر پشته ای نیز ارائه می شود.
فناوریهای ساخت ادوات نیمه هادی نوری
مراحل عمومی ساخت منبع نور دیودی مراحل عمومی ساخت منبع نور دیودی را نشان می دهد . نخستین مرحله ساخت، تهیه و آماده سازی بستر و زیرلایه مناسب برای رشد ساختار رونشستی ناحیه فعال
می باشد . زیرلایه بستر و زمینه بلوری است که ساختار لایه ای فعال قطعات نوری برروی آن رشد داده می شود . باتوجه به ساختاربلوری مواد نیمه هادی بکاررفته در ساخت قطعات نوری، مشخصه
های فیزیکی و خروجی قطعات به جنس زیرلایه وابسته می باشند؛ بعلاوه خلوص بلوری وشیمیایی زیرلایه تأثیربسزایی بر کیفیت عملکرد قطعات دارد . ازطرف دیگر باتوجه به اینکه
ضخامت ساختا رلایه ای فعال حدود چند میکرون می باشد، زیرلایه ازنظر مکانیکی نقش حفاظتی ساختار فعال را نیز ایفاء می کند.براین اساس، مشخصات مهم زیرلایه عبارتند از:
۱) جهت بلوری )
۲) کیفیت بلوری و میزان چگالی نواقص شبکه ای )
۳) چگالی ناخالصی )
۴) ضخامت )
۵) اندازه(سطح). )
می باشند . دامنه InP و GaAs زیرلایه های مت عارف برای ساخت منابع نوری از جنس ۶۰۰ نانومتر و دامنه طول موجی – در محدوده ۱۳۰۰ GaAs طول موجی ساختارهای منطبق با
فناوریهای ساخت ادوات نیمه هادی نوری
۱۱۰۰ نانومتر می باشد؛ بنابراین منابع نوری مبتنی – در محدوده ۱۶۵۰ InP ساختارهای منطبق با برای مخابرات نوری م نطقه ای و پمپاژ لیزرهای فیبری و منابع نوری مبتنی بر GaAs برزیرلایه ( برای کلیه سیستم های مخابرات نوری مناسب می باشند . بدلیل کاربرد سطوح ( ۱۱۰ InP زیرلایه ( در نوسانگر نوری فبری پیرو، متداول ترین زیرلایه برای ساخت دیود نوری زیرلایه ازنوع ( ۱۰۰ ۰± درجه در دسترس می باشد .همچنین / ۰ ± تا ۵ / می باشد . چنین زیرلایه هایی با انح راف جهتی ۱ زیرلایه( ۱۰۰ ) با انحراف جهتی ۲ درجه معمول ترین زیرلایه برای رشد ساختارهای رونشستی به InP و GaAs می باشد . متداول ترین روشهای تهیه بلورهای حجیم MOCVD روش برخی – می باشند . (LEC) و چکرالسکی با پوشش مایع ۲ (HB) بریجمن افقی ۱ اطلاعات را در مورد این زیرلایه ها ارایه می کند . بدلیل حساس بودن مرحله پرداخت نهایی زیرلایه قبل ازقرارگرفتن در در سیستم رشد، اخیرا بیشتر سازندگان زیرلایه، زیرلایه های آماده برای رشد را عرضه می کنند.
