Поређење система материјала фотонских интегрисаних кола

Поређење система материјала фотонских интегрисаних кола
Слика 1 приказује поређење два система материјала, индијум фосфор (ИнП) и силицијум (Си). Реткост индијума чини ИнП скупљим материјалом од Си. Пошто кола заснована на силицијуму укључују мањи епитаксијални раст, принос кола базираних на силицијуму је обично већи него код ИнП кола. У колима на бази силицијума, германијум (Ге), који се обично користи само уПхотодетецтор(детектори светлости), захтева епитаксијални раст, док у ИнП системима чак и пасивни таласоводи морају бити припремљени епитаксијалним растом. Епитаксијални раст обично има већу густину дефеката од раста појединачних кристала, као што је из кристалног ингота. ИнП таласоводи имају висок контраст индекса преламања само у попречном, док таласоводи на бази силицијума имају висок контраст индекса преламања и попречно и уздужно, што омогућава уређајима на бази силицијума да постигну мање радијусе савијања и друге компактније структуре. ИнГаАсП има директну празнину у појасу, док Си и Ге немају. Као резултат тога, ИнП материјални системи су супериорнији у погледу ефикасности ласера. Интринзични оксиди ИнП система нису тако стабилни и робусни као унутрашњи оксиди Си, силицијум диоксида (СиО2). Силицијум је јачи материјал од ИнП-а, што омогућава употребу већих величина плочице, односно од 300 мм (ускоро ће бити надограђен на 450 мм) у поређењу са 75 мм у ИнП-у. ИнПмодулаториобично зависе од квантно ограниченог Старковог ефекта, који је осетљив на температуру због померања ивице траке изазваног температуром. Насупрот томе, температурна зависност модулатора на бази силицијума је веома мала.

Технологија силиконске фотонике се генерално сматра погодном само за јефтине производе кратког домета и велике количине (више од милион комада годишње). То је зато што је широко прихваћено да је за ширење маски и трошкова развоја потребна велика количина капацитета вафер-а, и дасилицијум фотоничка технологијаима значајне недостатке у перформансама у регионалним и дуголинијским апликацијама производа од града до града. У стварности је, међутим, тачно супротно. У јефтиним апликацијама кратког домета, високог приноса, ласер са вертикалном шупљином која емитује површину (ВЦСЕЛ) идиректно модулисани ласер (ДМЛ ласер) : директно модулисани ласер представља огроман конкурентски притисак, а слабост фотонске технологије засноване на силицијуму која не може лако да интегрише ласере постала је значајан недостатак. Насупрот томе, у метро апликацијама на великим удаљеностима, због преференције за интеграцију технологије силиконске фотонике и дигиталне обраде сигнала (ДСП) заједно (што је често у окружењима високе температуре), корисније је одвојити ласер. Поред тога, технологија кохерентне детекције може у великој мери да надокнади недостатке технологије силицијумске фотонике, као што је проблем да је тамна струја много мања од фотострује локалног осцилатора. Истовремено, такође је погрешно мислити да је потребна велика количина вафер капацитета да би се покрили трошкови маске и развоја, јер технологија силицијум фотонике користи величине чворова које су много веће од најнапреднијих комплементарних метал-оксидних полупроводника (ЦМОС), тако да су потребне маске и производни циклуси релативно јефтини.