LNOI

Εισαγωγή

Οι κρύσταλλοι LiNbO3 χρησιμοποιούνται ευρέως ως διπλασιαστές συχνότητας για μήκος κύματος > 1um και οπτικούς παραμετρικούς ταλαντωτές (OPOs) που αντλούνται σε 1064 nm, καθώς και συσκευές ισοδύναμης σχεδόν φάσης (QPM).Λόγω των μεγάλων συντελεστών Elector-Optic (E-O) και Acousto-Optic (A-O), ο κρύσταλλος LiNbO3 είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό για τα Pockel Cells, τους Q-switches και τους διαμορφωτές φάσης, το υπόστρωμα κυματοδηγού και τα πλακάκια ακουστικών κυμάτων επιφάνειας (SAW), κλπ.

Η πλούσια εμπειρία μας στην καλλιέργεια και μαζική παραγωγή για οπτική ποιότητα Niobate λιθίου τόσο σε σφαίρες και πλακίδια.,Οι υφάσματα υποβάλλονται σε αυστηρό έλεγχο ποιότητας και ελέγχονται.Και επίσης κάτω από το αυστηρό καθαρισμό της επιφάνειας και τον έλεγχο της επίπεδης, καθώς και.

Προδιαγραφές

Ιδιοκτησίες.

Η κατασκευή των πλακών νιοβατικού λιθίου σε μονωτή (LNOI) περιλαμβάνει μια περίπλοκη σειρά βημάτων που συνδυάζουν την επιστήμη των υλικών και τις προηγμένες τεχνικές κατασκευής.Η διαδικασία έχει ως στόχο τη δημιουργία ενός λεπτού, υψηλής ποιότητας φιλμ νιοβατικού λιθίου (LiNbO3) συνδεδεμένο με μονωτικό υπόστρωμα, όπως το ίδιο το νιοβατικό πυρίτιο ή το νιοβατικό λιθίου.

Βήμα 1: Εμφύτευση ιόντων

Το πρώτο βήμα στην παραγωγή των πλακών LNOI περιλαμβάνει την εμφύτευση ιόντων.Η μηχανή εμφύτευσης ιόντων επιταχύνει τα ιόντα ήλίου., που διεισδύουν στον κρύσταλλο του νιοβατικού λιθίου σε συγκεκριμένο βάθος.

Η ενέργεια των ιόντων του ήλίου ελέγχεται προσεκτικά για να επιτευχθεί το επιθυμητό βάθος στο κρύσταλλο.προκαλώντας ατομικές διαταραχές που οδηγούν στο σχηματισμό ενός αποδυναμωμένου επιπέδουΑυτό το στρώμα θα επιτρέψει τελικά στον κρύσταλλο να διαχωριστεί σε δύο διαφορετικά στρώματα.όπου το ανώτερο στρώμα (που αναφέρεται ως στρώμα Α) γίνεται το λεπτό φιλμ νιοβατικού λιθίου που απαιτείται για την LNOI.

Το πάχος αυτού του λεπτού φιλμ επηρεάζεται άμεσα από το βάθος εμφύτευσης, το οποίο ελέγχεται από την ενέργεια των ιόντων ήλίου.που είναι ζωτικής σημασίας για την εξασφάλιση της ομοιομορφίας στην τελική ταινία.

Βήμα 2: Προετοιμασία υποστρώματος

Μόλις ολοκληρωθεί η διαδικασία εμφύτευσης ιόντων, το επόμενο βήμα είναι να προετοιμαστεί το υπόστρωμα που θα υποστηρίξει το λεπτό φιλμ νιοβατικού λιθίου.Τα κοινά υλικά υποστρώματος περιλαμβάνουν το ίδιο το πυρίτιο (Si) ή το νιοβάτη του λιθίου (LN)Το υπόστρωμα πρέπει να παρέχει μηχανική υποστήριξη στο λεπτό φιλμ και να εξασφαλίζει μακροχρόνια σταθερότητα κατά τη διάρκεια των επόμενων σταδίων επεξεργασίας.

Για την προετοιμασία του υποστρώματος, a SiO₂ (silicon dioxide) insulating layer is typically deposited onto the surface of the silicon substrate using techniques such as thermal oxidation or PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)Το στρώμα αυτό χρησιμεύει ως μονωτικό μέσο μεταξύ της ταινίας νιοβατικού λιθίου και του υπόστρωμα του πυριτίου.εφαρμόζεται μέθοδος χημικής μηχανικής γυαλιστερότητας (CMP) για να εξασφαλιστεί ότι η επιφάνεια είναι ομοιόμορφη και έτοιμη για τη διαδικασία σύνδεσης.

Βήμα 3: Σύνδεση λεπτής ταινίας

Μετά την προετοιμασία του υποστρώματος, το επόμενο βήμα είναι η σύνδεση του λεπτού φιλμ νιοβατικού λιθίου (στρώμα Α) με το υποστρώμα.αναστρέφεται κατά 180 μοίρες και τοποθετείται στο παρασκευασμένο υπόστρωμαΗ διαδικασία σύνδεσης πραγματοποιείται συνήθως με τη χρήση τεχνικής σύνδεσης πλακιδίων.

Κατά τη σύνδεση πλακών, τόσο ο κρύσταλλος νιοβατικού λιθίου όσο και το υπόστρωμα υποβάλλονται σε υψηλή πίεση και θερμοκρασία, γεγονός που προκαλεί την έντονη προσκόλληση των δύο επιφανειών.Η διαδικασία άμεσης δέσμευσης συνήθως δεν απαιτεί καθόλου κολλητικά υλικάΓια ερευνητικούς σκοπούς, το βενζοκυκλοβουτένιο (BCB) μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενδιάμεσο υλικό σύνδεσης για την παροχή πρόσθετης υποστήριξης,αν και συνήθως δεν χρησιμοποιείται στην εμπορική παραγωγή λόγω της περιορισμένης μακροπρόθεσμης σταθερότητάς του.

Βήμα 4: Επεξεργασία και διαίρεση στρωμάτων

Μετά τη διαδικασία δέσμευσης, η δέσμευση υποβάλλεται σε επεξεργασία αναψίξεως.καθώς και για την αποκατάσταση τυχόν ζημιών που προκλήθηκαν από τη διαδικασία εμφύτευσης ιόντων.

Κατά τη διάρκεια της αναψίξεως, η συνδεδεμένη πλάκα θερμαίνεται σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και διατηρείται σε αυτή την θερμοκρασία για μια ορισμένη διάρκεια.Αυτή η διαδικασία όχι μόνο ενισχύει τους δεσμούς της επιφάνειας αλλά προκαλεί επίσης το σχηματισμό μικροφουσκάλων στο στρώμα που εμφυτεύεται με ιόνταΑυτές οι φυσαλίδες προκαλούν σταδιακά το στρώμα νιοβατικού λιθίου (στρώμα Α) να διαχωριστεί από τον αρχικό χύδην κρυστάλλου νιοβατικού λιθίου (στρώμα Β).

Μόλις συμβεί ο διαχωρισμός, χρησιμοποιούνται μηχανικά εργαλεία για να διαχωριστούν τα δύο στρώματα, αφήνοντας ένα λεπτό, υψηλής ποιότητας φιλμ νιοβατικού λιθίου (στρώμα Α) στο υπόστρωμα.Η θερμοκρασία μειώνεται σταδιακά σε θερμοκρασία δωματίου, ολοκληρώνοντας τη διαδικασία ανάψυξης και διαχωρισμού των στρωμάτων.

Βήμα 5: Οπλασιοποίηση CMP

Μετά τον διαχωρισμό του στρώματος νιοβατικού λιθίου, η επιφάνεια της πλάκας LNOI είναι συνήθως τραχιά και άνιση.η πλάκα υποβάλλεται σε τελική διαδικασία χημικής μηχανικής λαξεύσεως (CMP)Το CMP εξομαλύνει την επιφάνεια της πλάκας, αφαιρώντας κάθε υπολειπόμενη τραχύτητα και εξασφαλίζοντας ότι το λεπτό φιλμ είναι επίπεδο.

Η διαδικασία CMP είναι απαραίτητη για την απόκτηση υψηλής ποιότητας φινίρισμα στην πλάκα, η οποία είναι κρίσιμη για την επακόλουθη κατασκευή συσκευής.Συχνά με τραχύτητα (Rq) μικρότερη από 0.5 nm, όπως μετριέται με τη μικροσκόπηση ατομικών δυνάμεων (AFM).

Εφαρμογές της πλάκας LNOI