광 변조기, 도파관, 집적 회로용 8인치 LNOI(절연체 위의 LiNbO3) 웨이퍼
상세 다이어그램
소개
절연체상 리튬 니오베이트(LNOI) 웨이퍼는 다양한 첨단 광학 및 전자 응용 분야에 사용되는 최첨단 소재입니다. 이 웨이퍼는 이온 주입 및 웨이퍼 본딩과 같은 정교한 기술을 사용하여 절연 기판(일반적으로 실리콘 또는 기타 적합한 소재)에 얇은 니오베이트(LiNbO₃) 층을 전사하여 생산됩니다. LNOI 기술은 실리콘상 절연체(SOI) 웨이퍼 기술과 많은 유사점을 공유하지만, 압전, 초전, 비선형 광학 특성으로 알려진 리튬 니오베이트의 고유한 광학적 특성을 활용합니다.
LNOI 웨이퍼는 고주파 및 고속 응용 분야에서 탁월한 성능을 발휘하여 집적 광학, 통신, 양자 컴퓨팅 분야에서 큰 주목을 받고 있습니다. 본 웨이퍼는 리튬 니오베이트 박막의 두께를 정밀하게 제어하는 "스마트 컷" 기술을 사용하여 생산되며, 다양한 응용 분야의 요구 사양을 충족합니다.
원칙
LNOI 웨이퍼 제작 공정은 벌크 리튬 니오베이트 결정으로 시작됩니다. 이 결정은 이온 주입 공정을 거치는데, 여기서 고에너지 헬륨 이온이 리튬 니오베이트 결정 표면에 주입됩니다. 이 이온은 결정 내부를 특정 깊이까지 침투하여 결정 구조를 파괴하고, 나중에 결정을 얇은 층으로 분리하는 데 사용할 수 있는 취약한 면을 형성합니다. 헬륨 이온의 비에너지는 주입 깊이를 제어하며, 이는 최종 리튬 니오베이트 층의 두께에 직접적인 영향을 미칩니다.
이온 주입 후, 리튬 니오베이트 결정은 웨이퍼 본딩이라는 기술을 사용하여 기판에 접합됩니다. 이 접합 공정은 일반적으로 직접 접합 방식을 사용하는데, 이는 두 표면(이온 주입된 리튬 니오베이트 결정과 기판)을 고온 고압 하에서 압착하여 강력한 접합을 형성하는 방식입니다. 경우에 따라 벤조사이클로부텐(BCB)과 같은 접착 물질을 사용하여 추가적인 지지력을 제공할 수 있습니다.
본딩 후, 웨이퍼는 이온 주입으로 인한 손상을 복구하고 층간 결합을 강화하기 위해 어닐링 공정을 거칩니다. 또한, 어닐링 공정은 얇은 리튬 니오베이트 층이 원래 결정으로부터 분리되도록 돕고, 소자 제작에 사용할 수 있는 얇고 고품질의 리튬 니오베이트 층을 남깁니다.
명세서
LNOI 웨이퍼는 고성능 애플리케이션에 대한 적합성을 보장하는 몇 가지 중요한 사양을 갖추고 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
재료 사양
| 재료 | 사양 |
| 재료 | 균질: LiNbO3 |
| 재료 품질 | 기포 또는 내포물 <100μm |
| 정위 | Y-컷 ±0.2° |
| 밀도 | 4.65g/cm³ |
| 퀴리 온도 | 1142 ±1°C |
| 투명도 | 450-700nm 범위에서 95% 이상(두께 10mm) |
제조 사양
| 매개변수 | 사양 |
| 지름 | 150mm ±0.2mm |
| 두께 | 350㎛ ±10㎛ |
| 평탄 | <1.3㎛ |
| 총 두께 변화(TTV) | 150mm 웨이퍼에서 워프 <70μm |
| 지역적 두께 변화(LTV) | <70 μm @ 150 mm 웨이퍼 |
| 거 | Rq ≤0.5 nm (AFM RMS 값) |
| 표면 품질 | 40-20 |
| 입자(제거 불가) | 100-200 μm ≤3개 입자 |
| 작은 조각 | <300 μm(전체 웨이퍼, 제외 구역 없음) |
| 균열 | 균열 없음(전체 웨이퍼) |
| 오염 | 제거 불가능한 얼룩 없음(전체 웨이퍼) |
| 병행 | <30초각 |
| 방향 참조 평면(X축) | 47 ±2mm |
응용 프로그램
LNOI 웨이퍼는 고유한 특성으로 인해 다양한 응용 분야에 사용되며, 특히 광자학, 통신, 양자 기술 분야에서 활발히 활용되고 있습니다. 주요 응용 분야는 다음과 같습니다.
통합 광학:LNOI 웨이퍼는 집적 광 회로에 널리 사용되어 변조기, 도파관, 공진기와 같은 고성능 광소자를 구현합니다. 리튬 니오베이트는 높은 비선형 광학 특성을 가지고 있어 효율적인 광 조작이 필요한 응용 분야에 탁월한 선택입니다.
통신:LNOI 웨이퍼는 광섬유 네트워크를 포함한 고속 통신 시스템의 필수 부품인 광 변조기에 사용됩니다. LNOI 웨이퍼는 고주파수에서 빛을 변조할 수 있어 최신 통신 시스템에 이상적입니다.
양자 컴퓨팅:양자 기술에서 LNOI 웨이퍼는 양자 컴퓨터 및 양자 통신 시스템용 부품을 제작하는 데 사용됩니다. LNOI의 비선형 광학 특성은 양자 키 분배 및 양자 암호화에 필수적인 얽힌 광자 쌍을 생성하는 데 활용됩니다.
센서:LNOI 웨이퍼는 광학 및 음향 센서를 포함한 다양한 감지 분야에 사용됩니다. 빛과 소리 모두와 상호 작용할 수 있어 다양한 유형의 감지 기술에 다양하게 활용될 수 있습니다.
자주 묻는 질문
Q:LNOI 기술이란 무엇인가요?
A:LNOI 기술은 얇은 리튬 니오베이트 필름을 절연 기판(일반적으로 실리콘)에 전사하는 기술입니다. 이 기술은 높은 비선형 광학 특성, 압전성, 초전성 등 리튬 니오베이트의 고유한 특성을 활용하여 집적 광학 및 통신 분야에 이상적입니다.
Q:LNOI와 SOI 웨이퍼의 차이점은 무엇입니까?
A: LNOI 웨이퍼와 SOI 웨이퍼는 기판에 접합된 얇은 물질층으로 구성된다는 점에서 유사합니다. 그러나 LNOI 웨이퍼는 박막 재료로 리튬 니오베이트를 사용하는 반면, SOI 웨이퍼는 실리콘을 사용합니다. 주요 차이점은 박막 재료의 특성에 있으며, LNOI는 우수한 광학적 및 압전적 특성을 제공합니다.
Q:LNOI 웨이퍼를 사용하면 어떤 이점이 있나요?
A: LNOI 웨이퍼의 주요 장점은 높은 비선형 광학 계수와 같은 우수한 광학 특성과 기계적 강도입니다. 이러한 특성으로 인해 LNOI 웨이퍼는 고속, 고주파 및 양자 응용 분야에 이상적입니다.
Q:LNOI 웨이퍼를 양자 응용 분야에 사용할 수 있나요?
A: 네, LNOI 웨이퍼는 얽힌 광자 쌍을 생성할 수 있고 집적 광자와의 호환성이 뛰어나 양자 기술 분야에서 널리 사용됩니다. 이러한 특성은 양자 컴퓨팅, 통신, 암호화 분야에 매우 중요합니다.
Q:LNOI 필름의 일반적인 두께는 얼마입니까?
A: LNOI 필름은 일반적으로 특정 용도에 따라 수백 나노미터에서 수 마이크로미터 두께까지 다양합니다. 두께는 이온 주입 공정에서 제어됩니다.
