Optisen puolijohdevahvistimen kehittäminen hybridi-integrointia varten
Tuorila, Heidi (2016)
2016
Teknis-luonnontieteellinen koulutusohjelma
Luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2016-08-17
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201608034378
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201608034378
Tiivistelmä
Tämän työn tarkoituksena oli kehittää galliumarsenidi pohjaisten optisten puolijohdevahvitimien (SOA) hybridi-integraatiota pii-eriste-alustalle (SOI). Integraation kehittämiseksi käytettiin kahta lähestymistapaa: SOA-sirun pituuden tarkka säätely ja valon kytkennän helpottaminen tuomalla SOA:n aaltojohdekanavan valon sisään- ja ulostulopäät sirun samalle reunalle taivuttamalla kanava U-mutkalle. Jälkimmäinen ratkaisu kohdistamisen helpottamiseksi mahdollistaa lisäksi sirun tiiviimmän pakkauksen. Sirujen pituuden säätelyn parantamiseksi kehitettiin puolijohteeseen valmistusprosessin aikana syövytettävät katkaisumerkit, joiden avulla sirujen pituus on riippuvainen lähinnä merkin muodon vaikutuksesta kidetasojen mukaiseen pilkkoutumiseen. U-mutkien kehityksessä käytettiin Euler-spiraalimuotoa mutkahäviöiden vähentämiseksi.
Lopputuloksena tässä työssä raportoidaan katkaisumerkkien avulla saavutettavan komponentin pituusvaihtelun pienentyminen perinteisen pilkkomismenetelmän useasta mikrometristä ±250 nm:iin. Jatkokehitystä vaativana ongelmana on katkaisumerkkien tuottaman pilkkoutumisen laadun vaihtelu, joka pienentää saantoa. Alustavien testien perusteella ongelmaan vaikuttaisi kuitenkin olevan olemassa mahdollinen ratkaisu. Euler-SOA sirujen kehityksestä raportoidaan ensimmäisten laserdiodeina toimivien sirujen onnistuminen. Sirujen mutkahäviöille tehdyn arvion perusteella mutkan minimikääntösäteen ei havaittu vaikuttavan mutkahäviöiden suuruuteen. Parhaimmalla näytteellä häviöiden arvioidaan jäävän välille 0,5-3 1/cm. Seuraavissa testeissä tullaan testaamaan sirujen operoimista SOA:na. Tämän seurauksena varmennetaan valon kulku mutkan lävitse ja syntyvien mutkahäviöiden suuruus.
Lopputuloksena tässä työssä raportoidaan katkaisumerkkien avulla saavutettavan komponentin pituusvaihtelun pienentyminen perinteisen pilkkomismenetelmän useasta mikrometristä ±250 nm:iin. Jatkokehitystä vaativana ongelmana on katkaisumerkkien tuottaman pilkkoutumisen laadun vaihtelu, joka pienentää saantoa. Alustavien testien perusteella ongelmaan vaikuttaisi kuitenkin olevan olemassa mahdollinen ratkaisu. Euler-SOA sirujen kehityksestä raportoidaan ensimmäisten laserdiodeina toimivien sirujen onnistuminen. Sirujen mutkahäviöille tehdyn arvion perusteella mutkan minimikääntösäteen ei havaittu vaikuttavan mutkahäviöiden suuruuteen. Parhaimmalla näytteellä häviöiden arvioidaan jäävän välille 0,5-3 1/cm. Seuraavissa testeissä tullaan testaamaan sirujen operoimista SOA:na. Tämän seurauksena varmennetaan valon kulku mutkan lävitse ja syntyvien mutkahäviöiden suuruus.