LNOI Wafer Lithium Niobate op Isolator 2/3/4/6/8 inch LN Substraat

LNOI Wafer (Lithium Niobaat op Isolator) 2/3/4/6/8 Inch Si/LN Substraat

Introductie van LNOI Wafer
LNOI (Lithium Niobaat op Isolator) wafers zijn een geavanceerd materiaal dat wordt gebruikt bij de ontwikkeling van geavanceerde fotonische en kwantumapparaten. Deze wafers worden vervaardigd door een dunne laag lithiumniobaat (LiNbO₃) te hechten op een isolerend substraat, meestal silicium, door middel van gespecialiseerde processen zoals ionenimplantatie en waferbinding. LNOI-wafers erven de uitzonderlijke optische en piëzo-elektrische eigenschappen van lithiumniobaat, waardoor ze onmisbaar zijn voor hoogwaardige toepassingen in geïntegreerde optica, telecommunicatie en kwantumtechnologieën. Dit artikel onderzoekt de fundamentele principes, belangrijkste toepassingen en veelgestelde vragen over LNOI-wafers.

Principe van LNOI Wafer Fabricage:
Het proces van het creëren van LNOI-wafers is complex en omvat verschillende kritische stappen om de hoge kwaliteit en functionaliteit van het eindproduct te garanderen. Hier is een overzicht van de belangrijkste fasen:

1. Ionenimplantatie:
   Het fabricageproces begint met een bulk lithiumniobaatkristal. Hoogenergetische helium (He)-ionen worden geïmplanteerd in het oppervlak van het kristal. De energie en diepte van de ionen bepalen de dikte van de lithiumniobaatlaag. Deze ionenimplantatie creëert een fragiel vlak binnen het kristal, dat kan worden gescheiden tijdens latere fasen van het proces om een dunne, hoogwaardige lithiumniobaatfilm te verkrijgen.

2. Binding aan Substraat:
   Zodra het ionenimplantatieproces is voltooid, wordt de lithiumniobaatlaag (die is verzwakt door de ionen) gebonden aan een isolerend substraat, meestal silicium. Dit gebeurt met behulp van directe waferbindingstechnieken, waarbij de oppervlakken met hoge druk en temperatuur tegen elkaar worden geperst. De resulterende binding vormt een stabiele interface tussen de dunne lithiumniobaatlaag en het ondersteunende substraat.

3. Uitgloeien en Laagscheiding:
   Na het binden ondergaat de wafer een uitgloeiproces, dat helpt bij het herstellen van eventuele schade veroorzaakt door de ionenimplantatie. De uitgloeistap bevordert ook de scheiding van de bovenste laag lithiumniobaat van het bulk kristal. Dit resulteert in een hoogwaardige dunne lithiumniobaatlaag op het substraat, wat essentieel is voor het gebruik ervan in verschillende fotonische en kwantumtoepassingen.

4. Chemisch-Mechanisch Polijsten (CMP):
   Om de gewenste oppervlaktekwaliteit en vlakheid te bereiken, ondergaat de wafer Chemisch-Mechanisch Polijsten (CMP). CMP maakt eventuele ruwheid op het oppervlak glad, waardoor wordt gegarandeerd dat de uiteindelijke wafer voldoet aan de strenge eisen voor gebruik in hoogwaardige fotonische apparaten. Deze stap is cruciaal voor het garanderen van optimale optische prestaties en het verminderen van defecten.

Specificatie van LNOI Wafer

Toepassingen van LNOI Wafers:
LNOI-wafers worden gebruikt in verschillende gebieden, met name die waar geavanceerde materiaaleigenschappen vereist zijn voor fotonische, kwantum- en hogesnelheidstoepassingen. Hieronder staan de belangrijkste gebieden waar LNOI-wafers onmisbaar zijn:

1. Geïntegreerde Optica:
   LNOI-wafers worden veel gebruikt in geïntegreerde optica, waar ze dienen als de basis voor fotonische apparaten zoals modulatoren, golfgeleiders en resonatoren. Deze apparaten zijn cruciaal voor het manipuleren van licht op het niveau van de geïntegreerde schakeling, waardoor gegevensoverdracht met hoge snelheid, signaalverwerking en geavanceerde optische toepassingen mogelijk worden.

2. Telecommunicatie:
   LNOI-wafers spelen een cruciale rol in de telecommunicatie, met name in optische communicatiesystemen. Ze worden gebruikt om optische modulatoren te creëren, die essentiële componenten zijn voor glasvezelnetwerken met hoge snelheid. De uitzonderlijke elektro-optische eigenschappen van LNOI maken precieze lichtmodulatie bij hoge frequenties mogelijk, wat essentieel is voor moderne communicatiesystemen.

3. Kwantumcomputing:
   LNOI-wafers zijn een ideaal materiaal voor kwantumtechnologieën vanwege hun vermogen om verstrengelde fotonenparen te genereren, die essentieel zijn voor kwantumsleutelverdeling (QKD) en kwantumcryptografie. Hun integratie in kwantumcomputersystemen maakt de ontwikkeling van geavanceerde fotonische circuits mogelijk, die cruciaal zijn voor de toekomst van kwantumcomputing en communicatietechnologieën.

4. Sensortechnologieën:
   LNOI-wafers worden ook gebruikt in optische en akoestische sensortoepassingen. Het vermogen van de wafers om te interageren met zowel licht als geluid maakt ze waardevol voor sensoren die worden gebruikt in medische diagnostiek, milieumonitoring en industriële tests. Hun hoge gevoeligheid en stabiliteit zorgen voor nauwkeurige metingen, waardoor ze essentieel zijn in deze gebieden.

FAQ van LNOI Wafer

1. Waar zijn LNOI-wafers van gemaakt?
   LNOI-wafers bestaan uit een dunne laag lithiumniobaat (LiNbO₃) die is gebonden aan een isolerend substraat, meestal silicium. De lithiumniobaatlaag biedt uitstekende optische en piëzo-elektrische eigenschappen, waardoor het ideaal is voor verschillende hoogwaardige toepassingen.

2. Hoe verschillen LNOI-wafers van SOI-wafers?
   Hoewel zowel LNOI- als SOI-wafers bestaan uit een dunne film die is gebonden aan een isolerend substraat, gebruikt LNOI lithiumniobaat als het dunne filmmateriaal, terwijl SOI-wafers silicium gebruiken. Lithiumniobaat biedt superieure niet-lineaire optische eigenschappen, waardoor LNOI-wafers geschikter zijn voor toepassingen zoals kwantumcomputing en geavanceerde fotonica.

3. Wat zijn de belangrijkste voordelen van het gebruik van LNOI-wafers?
   De belangrijkste voordelen van LNOI-wafers zijn hun hoge elektro-optische coëfficiënten, die efficiënte lichtmodulatie mogelijk maken, evenals hun mechanische sterkte, die stabiliteit garandeert tijdens de werking van het apparaat. Deze eigenschappen maken LNOI-wafers ideaal voor optische en kwantumtoepassingen met hoge snelheid.

Gerelateerde producten

Lithium Niobaat (LiNbO3) Kristal EO/PO Componenten Telecom Defensie​ Hoogfrequente SAW

SiC-op-Isolator SiCOI Substraten Hoge Thermische Geleidbaarheid Brede Bandgap