Optoelectronic انضمام جو طريقو

آپٽو اليڪٽرانڪانضمام جو طريقو

جي انضمامفوٽوونڪس۽ اليڪٽرانڪس انفارميشن پروسيسنگ سسٽم جي صلاحيتن کي بهتر بڻائڻ، تيز ڊيٽا جي منتقلي جي شرح، گھٽ پاور واپرائڻ ۽ وڌيڪ ڪمپيڪٽ ڊيوائس ڊيزائن کي فعال ڪرڻ، ۽ سسٽم ڊيزائن لاءِ وڏا نوان موقعا کولڻ ۾ هڪ اهم قدم آهي. انضمام جا طريقا عام طور تي ٻن ڀاڱن ۾ ورهايل آهن: monolithic انضمام ۽ ملٽي چپ انضمام.

Monolithic انضمام
Monolithic integration ۾ هڪ ئي سبسٽرٽ تي فوٽوونڪ ۽ اليڪٽرونڪ جزا ٺاهڻ شامل آهن، عام طور تي مطابقت رکندڙ مواد ۽ پروسيس استعمال ڪندي. اهو طريقو هڪ واحد چپ جي اندر روشني ۽ بجلي جي وچ ۾ بيشمار انٽرفيس ٺاهڻ تي ڌيان ڏئي ٿو.
فائدا:
1. ڪنيڪشن جي نقصانن کي گھٽايو: فوٽن ۽ اليڪٽرانڪ حصن کي ويجھو رکڻ سان آف چپ ڪنيڪشن سان لاڳاپيل سگنلن جي نقصانن کي گھٽ ڪري ٿو.
2، بهتر ڪارڪردگي: سخت انضمام تيز ڊيٽا جي منتقلي جي رفتار کي وڌائي سگھي ٿو ڇاڪاڻ ته ننڍا سگنل رستا ۽ گھٽ ويڪرائي.
3، ننڍي سائيز: مونوليٿڪ انٽيگريشن انتهائي ڪمپيڪٽ ڊوائيسز جي اجازت ڏئي ٿي، جيڪا خاص طور تي فائديمند آهي خلائي محدود ايپليڪيشنن لاءِ، جهڙوڪ ڊيٽا سينٽرز يا هينڊ هيلڊ ڊوائيسز.
4، بجلي جي استعمال کي گھٽائڻ: الڳ پيڪيجز جي ضرورت کي ختم ڪريو ۽ ڊگھي فاصلي جي وچ ۾ ڪنيڪشن، جيڪو خاص طور تي بجلي جي گهرج کي گھٽائي سگھي ٿو.
چيلنج:
1) مواد جي مطابقت: مواد ڳولڻ جيڪي ٻنهي اعلي معيار جي اليڪٽرانڪس ۽ فوٽوونڪ ڪمن جي حمايت ڪن ٿيون مشڪل ٿي سگهن ٿيون ڇاڪاڻ ته اهي اڪثر ڪري مختلف ملڪيتن جي ضرورت هونديون آهن.
2، عمل جي مطابقت: اليڪٽرانڪس ۽ فوٽون جي مختلف پيداواري عملن کي هڪ ئي سبسٽريٽ تي ضم ڪرڻ بغير ڪنهن هڪ جزو جي ڪارڪردگي کي خراب ڪرڻ هڪ پيچيده ڪم آهي.
4، ڪمپليڪس جي پيداوار: اليڪٽرانڪ ۽ فوٽوونڪ ڍانچي لاءِ گهربل اعليٰ سڌائي پيداوار جي پيچيدگي ۽ قيمت وڌائي ٿي.

ملٽي چپ انضمام
اهو طريقو هر فنڪشن لاءِ مواد ۽ عمل کي چونڊڻ ۾ وڌيڪ لچڪ جي اجازت ڏئي ٿو. ھن انضمام ۾، اليڪٽرانڪ ۽ فوٽوونڪ جزا مختلف عملن مان ايندا آھن ۽ پوءِ گڏ ڪيا ويندا آھن ۽ ھڪڙي عام پيڪيج يا سبسٽرٽ تي رکيا ويندا آھن (شڪل 1). ھاڻي اچو ته اوپيٽو اليڪٽرڪ چپس جي وچ ۾ بانڊنگ موڊس کي لسٽ ڪريون. سڌو لاڳاپو: هن ٽيڪنڪ ۾ سڌو سنئون جسماني رابطو ۽ ٻن پلانر سطحن جو تعلق شامل آهي، عام طور تي ماليڪيولر بانڊ قوتن، گرمي ۽ دٻاء جي سهولت سان. ان ۾ سادگي جو فائدو آهي ۽ امڪاني طور تي تمام گهٽ نقصانڪار ڪنيڪشن آهن، پر ان لاءِ ضروري آهي ته صحيح طور تي ترتيب ڏنل ۽ صاف سطحون. فائبر/گريٽنگ ڪوپلنگ: هن اسڪيم ۾، فائبر يا فائبر سرن کي جڙيل آهي ۽ ڦوٽونڪ چپ جي ڪنڊ يا مٿاڇري سان ڳنڍيل آهي، جيڪا روشني کي چپ جي اندر ۽ ٻاهر گڏ ٿيڻ جي اجازت ڏئي ٿي. گريٽنگ کي عمودي ملائڻ لاءِ پڻ استعمال ڪري سگهجي ٿو، فوٽونڪ چپ ۽ ٻاهرين فائبر جي وچ ۾ روشني جي منتقلي جي ڪارڪردگي کي بهتر بنائڻ. سلڪون سوراخ (TSVs) ۽ مائڪرو بمپس: سلڪون سوراخ ذريعي عمودي ڳنڍيندا آهن سلڪون سبسٽريٽ ذريعي، چپس کي ٽن طول و عرض ۾ اسٽيڪ ٿيڻ جي اجازت ڏين ٿا. مائڪ-ڪونويڪس پوائنٽن سان گڏ، اهي اسٽيڪ ٿيل ترتيبن ۾ اليڪٽرانڪ ۽ فوٽوونڪ چپس جي وچ ۾ برقي ڪنيڪشن حاصل ڪرڻ ۾ مدد ڪن ٿا، اعلي کثافت جي انضمام لاء مناسب. آپٽيڪل وچولي پرت: آپٽيڪل وچولي پرت هڪ الڳ سبسٽرٽ آهي جنهن ۾ آپٽيڪل ويگ گائيڊ شامل آهن جيڪي چپس جي وچ ۾ آپٽيڪل سگنلن کي روٽ ڪرڻ لاءِ وچولي طور ڪم ڪن ٿا. اهو درست ترتيب ڏيڻ جي اجازت ڏئي ٿو، ۽ اضافي غير فعالبصري اجزاءوڌايل ڪنيڪشن لچڪدار لاءِ ضم ٿي سگھي ٿو. هائبرڊ بانڊنگ: هي ترقي يافته بانڊنگ ٽيڪنالاجي سڌو بانڊنگ ۽ مائڪرو بمپ ٽيڪنالاجي کي گڏ ڪري ٿي چپس ۽ اعليٰ معيار جي آپٽيڪل انٽرفيس جي وچ ۾ اعلي کثافت واري برقي ڪنيڪشن حاصل ڪرڻ لاءِ. اهو خاص طور تي اعلي ڪارڪردگي optoelectronic co-integration لاءِ پرعزم آهي. سولڊر بمپ بانڊنگ: فلپ چپ بانڊنگ وانگر، سولڊر بمپ برقي ڪنيڪشن ٺاهڻ لاءِ استعمال ٿيندا آهن. تنهن هوندي به، optoelectronic integration جي حوالي سان، خاص ڌيان ڏيڻ گهرجي ته فوٽوونڪ اجزاء کي نقصان کان بچڻ لاءِ حرارتي دٻاءُ جي ڪري ۽ نظرياتي ترتيب کي برقرار رکڻ.

شڪل 1: : اليڪٽران/فوٽن چپ-ٽو-چپ بانڊنگ اسڪيم

انهن طريقن جا فائدا اهم آهن: جيئن ته CMOS دنيا مور جي قانون ۾ سڌارن جي پيروي ڪندي رهي ٿي، اهو ممڪن ٿيندو ته CMOS يا Bi-CMOS جي هر نسل کي هڪ سستا سلکان فوٽوونڪ چپ تي تيزيءَ سان ترتيب ڏيڻ، بهترين عملن جي فائدن کي حاصل ڪندي. فوٽوونڪس ۽ اليڪٽرانڪس. ڇاڪاڻ ته فوٽوونڪس کي عام طور تي تمام ننڍڙن اڏاوتن جي ٺهڻ جي ضرورت نه هوندي آهي (ڪجهه سائيز 100 نانو ميٽرن جي عام هوندي آهي) ۽ ڊوائيس ٽرانزيسٽرن جي مقابلي ۾ وڏا هوندا آهن، اقتصادي خيالات کي زور ڏنو ويندو آهي ته فوٽوونڪ ڊوائيسز کي هڪ الڳ پروسيس ۾ تيار ڪيو وڃي، ڪنهن به ترقي يافته کان الڳ. حتمي پيداوار لاء اليڪٽرانڪس گهربل.
فائدا:
1، لچڪدار: مختلف مواد ۽ عمل آزاديء سان استعمال ڪري سگھجن ٿا اليڪٽرانڪ ۽ photonic حصن جي بهترين ڪارڪردگي حاصل ڪرڻ لاء.
2، عمل جي پختگي: هر جزو لاء بالغ پيداوار جي عمل جو استعمال پيداوار کي آسان بڻائي ۽ خرچ گھٽائي سگھي ٿو.
3، آسان اپ گريڊ ۽ سار سنڀال: اجزاء جي علحدگيء جي اجازت ڏئي ٿي انفرادي اجزاء کي تبديل ڪرڻ يا وڌيڪ آساني سان اپڊيٽ ڪرڻ جي بغير سڄي سسٽم کي متاثر ڪرڻ کان سواء.
چيلنج:
1، ڪنيڪشن نقصان: آف-چپ ڪنيڪشن اضافي سگنل نقصان متعارف ڪرايو آهي ۽ شايد پيچيده ترتيب واري طريقيڪار جي ضرورت هجي.
2، وڌايل پيچيدگي ۽ سائيز: انفرادي اجزاء کي اضافي پيڪنگنگ ۽ ڪنيڪشن جي ضرورت هوندي آهي، نتيجي ۾ وڏي سائيز ۽ ممڪن طور تي اعلي قيمتون.
3، اعلي طاقت واپرائڻ: ڊگھو سگنل رستا ۽ اضافي پيڪنگنگ شايد طاقت جي ضرورتن کي وڌائي سگھي ٿي monolithic انضمام جي مقابلي ۾.
نتيجو:
monolithic ۽ multi-chip integration جي وچ ۾ چونڊڻ ايپليڪيشن جي مخصوص ضرورتن تي منحصر آهي، بشمول ڪارڪردگي جا مقصد، سائيز جي پابنديون، قيمت تي غور، ۽ ٽيڪنالاجي جي پختگي. پيداوار جي پيچيدگي جي باوجود، monolithic integration ايپليڪيشنن لاءِ فائديمند آهي جن کي انتهائي گھٽتائي، گھٽ پاور واپرائڻ، ۽ تيز رفتار ڊيٽا ٽرانسميشن جي ضرورت هوندي آهي. ان جي بدران، ملٽي چپ انضمام پيش ڪري ٿو وڌيڪ ڊيزائن جي لچڪ ۽ موجوده پيداوار جي صلاحيتن کي استعمال ڪندي، ان کي ايپليڪيشنن لاء مناسب بڻائي ٿو جتي اهي عنصر سخت انضمام جي فائدن کان وڌيڪ آهن. جيئن تحقيق ترقي ڪري ٿي، هائبرڊ طريقا جيڪي ٻنهي حڪمت عملي جي عناصر کي گڏ ڪن ٿا، انهن کي هر طريقي سان لاڳاپيل چئلينج کي گهٽائڻ دوران سسٽم جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ لاء پڻ ڳولي رهيا آهن.