Plaquette LNOI (niobate de lithium sur isolant) Télécommunications Détection Haute Électro-Optique
Diagramme détaillé
Aperçu
À l'intérieur du boîtier de la plaquette se trouvent des rainures symétriques, de dimensions rigoureusement uniformes, pour soutenir les deux faces de la plaquette. Le boîtier en cristal est généralement fabriqué en plastique PP translucide, résistant à la température, à l'usure et à l'électricité statique. Des additifs de différentes couleurs sont utilisés pour distinguer les segments métalliques lors de la production de semi-conducteurs. En raison de la petite taille des semi-conducteurs, de la densité des motifs et des exigences très strictes en matière de granulométrie, le boîtier de la plaquette doit bénéficier d'un environnement propre pour se connecter à la cavité de réaction du boîtier microenvironnement des différentes machines de production.
Méthodologie de fabrication
La fabrication des plaquettes LNOI comprend plusieurs étapes précises :
Étape 1 : Implantation d'ions héliumDes ions d'hélium sont introduits dans un cristal de LN massif à l'aide d'un implanteur ionique. Ces ions se logent à une profondeur spécifique, formant un plan fragilisé qui facilitera à terme le détachement du film.
Étape 2 : Formation du substrat de baseUne plaquette de silicium ou de LN séparée est oxydée ou recouverte de SiO2 par PECVD ou oxydation thermique. Sa surface supérieure est planarisée pour une adhésion optimale.
Étape 3 : Liaison du LN au substratLe cristal de LN implanté par ions est retourné et fixé à la plaquette de base par collage direct. En recherche, le benzocyclobutène (BCB) peut être utilisé comme adhésif pour simplifier le collage dans des conditions moins rigoureuses.
Étape 4 : Traitement thermique et séparation du filmLe recuit active la formation de bulles à la profondeur d'implantation, permettant ainsi la séparation du film mince (couche supérieure de LN) du matériau. L'exfoliation est réalisée par force mécanique.
Étape 5 : Polissage de surfaceLe polissage chimico-mécanique (CMP) est appliqué pour lisser la surface supérieure du LN, améliorant ainsi la qualité optique et le rendement du dispositif.
Paramètres techniques
| Matériel | Optique Grade LiNbO3 gaufres (blanches) or Noir) | |
| Curie Température | 1142±0,7℃ | |
| Coupe Angle | X/Y/Z etc | |
| Diamètre/taille | 2”/3”/4” ±0,03 mm | |
| Tol(±) | <0,20 mm ±0,005 mm | |
| Épaisseur | 0,18 à 0,5 mm ou plus | |
| Primaire Plat | 16 mm/22 mm/32 mm | |
| TTV | <3 μm | |
| Arc | -30 | |
| Chaîne | <40 μm | |
| Orientation Plat | Tous disponibles | |
| Surface Taper | Poli simple face (SSP)/poli double face (DSP) | |
| Brillant côté Ra | < 0,5 nm | |
| S/D | 20/10 | |
| Bord Critères | R=0,2 mm type C or Nez de taureau | |
| Qualité | Gratuit of fissure (bulles) et inclusions) | |
| Optique dopé | Mg/Fe/Zn/MgO etc. pour optique grade LN gaufrettes par demandé | |
| Tranche Surface Critères | Indice de réfraction | Méthode de couplage de longueur d'onde/prisme No=2,2878/Ne=2,2033 à 632 nm. |
| Contamination, | Aucun | |
| Particules c>0,3μ m | <=30 | |
| Rayures, écaillages | Aucun | |
| Défaut | Pas de fissures sur les bords, de rayures, de marques de scie, de taches | |
| Conditionnement | Qté/boîte de gaufrettes | 25 pièces par boîte |
Cas d'utilisation
En raison de sa polyvalence et de ses performances, le LNOI est utilisé dans de nombreux secteurs :
Photonique :Modulateurs, multiplexeurs et circuits photoniques compacts.
RF/Acoustique :Modulateurs acousto-optiques, filtres RF.
Informatique quantique :Mélangeurs de fréquence non linéaires et générateurs de paires de photons.
Défense et aérospatiale :Gyroscopes optiques à faible perte, dispositifs de décalage de fréquence.
Dispositifs médicaux :Biocapteurs optiques et sondes de signaux haute fréquence.
FAQ
Q : Pourquoi le LNOI est-il préféré au SOI dans les systèmes optiques ?
A:Le LNOI présente des coefficients électro-optiques supérieurs et une plage de transparence plus large, permettant des performances supérieures dans les circuits photoniques.
Q : Le CMP est-il obligatoire après une division ?
A:Oui. La surface LN exposée est rugueuse après le découpage ionique et doit être polie pour répondre aux spécifications de qualité optique.
Q : Quelle est la taille maximale de plaquette disponible ?
A:Les plaquettes LNOI commerciales mesurent principalement 3" et 4", bien que certains fournisseurs développent des variantes de 6".
Q : La couche LN peut-elle être réutilisée après la division ?
A:Le cristal de base peut être repoli et réutilisé plusieurs fois, bien que la qualité puisse se dégrader après plusieurs cycles.
Q : Les plaquettes LNOI sont-elles compatibles avec le traitement CMOS ?
A:Oui, ils sont conçus pour s’aligner sur les processus de fabrication de semi-conducteurs conventionnels, en particulier lorsque des substrats en silicium sont utilisés.
