Plaquette LNOI (niobate de lithium sur isolant) Télécommunications Détection haute performance électro-optique
Diagramme détaillé
Aperçu
À l'intérieur du coffret à plaquettes, des rainures symétriques aux dimensions parfaitement uniformes assurent le maintien des deux faces de la plaquette. Ce coffret est généralement fabriqué en polypropylène (PP), un plastique translucide résistant à la température, à l'usure et à l'électricité statique. Différentes couleurs d'additifs permettent de distinguer les différentes étapes du processus de métallisation dans la production de semi-conducteurs. Compte tenu de la taille réduite des semi-conducteurs, de la densité des motifs et des exigences très strictes en matière de granulométrie, le coffret à plaquettes doit garantir un environnement propre pour assurer la connexion avec la chambre de réaction du coffret à 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 hélium sont introduits dans un cristal massif de LN 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 est oxydée ou recouverte d'une couche de SiO2 par PECVD ou oxydation thermique. Sa surface supérieure est ensuite 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. Dans le cadre de la recherche, le benzocyclobutène (BCB) peut servir d'adhésif pour simplifier le collage dans des conditions moins contraignantes.
Étape 4 : Traitement thermique et séparation du filmLe recuit active la formation de bulles à la profondeur d'implantation, permettant la séparation du film mince (couche supérieure de LN) du matériau massif. Une force mécanique est utilisée pour achever l'exfoliation.
Étape 5 : Polissage de la 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 gaufrettes (blanches) or Noir) | |
| Curie Temp | 1142 ± 0,7 °C | |
| 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 les disponibles | |
| Surface Taper | Poli sur une seule face (SSP) / Poli sur les deux faces (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 plaquettes par demandé | |
| Tranche Surface Critères | Indice de réfraction | No=2,2878/Ne=2,2033 à une longueur d'onde de 632 nm/méthode de couplage par prisme. |
| Contamination, | Aucun | |
| Particules c>0,3μ m | <=30 | |
| Rayures, ébréchures | Aucun | |
| Défaut | Aucune fissure sur les bords, aucune rayure, aucune marque de scie, aucune tache. | |
| Conditionnement | Qté/boîte de plaquettes | 25 pièces par boîte |
Cas d'utilisation
Grâce à sa polyvalence et à ses performances, LNOI est utilisé dans de nombreux secteurs d'activité :
Photonique :Modulateurs, multiplexeurs et circuits photoniques compacts.
RF/Acoustique :Modulateurs acousto-optiques, filtres RF.
Informatique quantique :Mélangeurs de fréquences non linéaires et générateurs de paires de photons.
Défense et aérospatiale :Gyroscopes optiques à faibles pertes, dispositifs de décalage de fréquence.
Dispositifs médicaux :Capteurs biologiques optiques et sondes de signaux à haute fréquence.
FAQ
Q : Pourquoi le LNOI est-il préféré au SOI dans les systèmes optiques ?
A:LNOI présente des coefficients électro-optiques supérieurs et une plage de transparence plus large, permettant des performances accrues dans les circuits photoniques.
Q : Le CMP est-il obligatoire après une scission ?
A:Oui. La surface de LN exposée est rugueuse après le découpage ionique et doit être polie pour répondre aux spécifications optiques.
Q : Quelle est la taille maximale des plaquettes disponibles ?
A:Les plaquettes LNOI commerciales sont principalement de 3 et 4 pouces, bien que certains fournisseurs développent des variantes de 6 pouces.
Q : La couche LN peut-elle être réutilisée après séparation ?
A:Le cristal de base peut être repoli et réutilisé plusieurs fois, bien que sa 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 procédés de fabrication de semi-conducteurs conventionnels, notamment lorsque des substrats en silicium sont utilisés.
