论文摘要
Si基光电子集成采用成熟价廉的微电子加工工艺，将光学器件与多种功能的微电子电路集成，是实现光通信普及发展的有效途径。Si基OEIC（Optoelectronic Integrated Circuit）光接收机是Si基光通信研究的重要内容。针对光接收机中的光电转换器件—光电探测器，本论文主要做了以下工作：1)对光纤通信系统和光互连的问题做了简要的介绍，简单介绍了光电探测器的主要进展2)主要分析GeSi材料的晶格结构、能带结构，通过对应变层中应力的分析，讨论了折射率、吸收系数、生长GeSi／Si的临界厚度，并在此基础上，对GeySil-y/GexSil-x的临界厚度进行了分析，发现和传统的GexSil-x/Si相比，临界厚度有所提高3)简单阐述了光波导的理论知识，重点介绍了大截面脊形光波导的分析、设计方法—有效折射率法，设计了SiO2／Si／SiO2脊形光波导（2000um）—单模光功率比为0.51；SiO2／GeSi／Si脊形光波导（2000am）—单模光功率比为0.63，并创新地使用GeSi单晶作为衬底，制作了SiO2／GeySil-y／GexSil-x脊形光波导（2000um）—单模光功率比为0.63，并对其进行了模拟，为第四章波导型探测器的制作奠定了基础4)使用中科院半导体所2um工艺线，分别在Si衬底和GeSi衬底上制作了不同尺寸的PIN、MSM光电探测器；使用Chartered公司0.35umCMOS工艺制作了PIN、SML光电探测器；并使用Silvaco软件中的器件模拟器Atlas对PIN探测器的各种性能参数进行了模拟—光功率为25W／cm2光照时，暗电流为2e-12A，击穿电压大于50V，响应时间为5e-8s；响应的峰值波长为620nm，对应的峰值电流为5.2e-6A；最后结合第三章设计的SiO2／GeySil-v／GexSil-x脊形光波导，对波导探测器的量子阱结构进行了改进5)对测试方法进行了介绍
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 光纤通信系统1.2 光互连问题1.3 Si基OEIC光接收机芯片的研究现状1.3.1 Si双极工艺OEIC光接收机1.3.2 Si MOS工艺OEIC光接收机1.3.3 SOI工艺OEIC光接收机1.3.4 SiGe/Si OEIC光接收机第二章 GeSi材料的性质2.1 引言2.2 GeSi合金的晶格结构2.3 GeSi合金的能带结构2.4 GeSi合金应变层中的应力xSi1-x/Si异质材料的共度生长临界厚度'>2.5 GexSi1-x/Si异质材料的共度生长临界厚度2.6 GeSi材料的折射率2.7 GeSi材料的吸收系数αySi1-y/GexSi1-x异质材料的共度生长临界厚度（y>x）'>2.8 GeySi1-y/GexSi1-x异质材料的共度生长临界厚度（y>x）第三章 光波导的设计3.1 引言3.2 理论知识3.2.1 平板波导3.2.1.1 线光学分析3.2.1.2 电磁场分析3.2.2 脊形光波导3.3 SOI光波导的设计和模拟3.3.1 SOI平板光波导的设计3.3.2 SOI脊形光波导的设计3.4 GeSi/Si光波导的设计3.4.1 GeSi/Si平板波导的设计3.4.2 SiO2/GeSi/Si脊形波导的设计3.5 SiO2/GevSi1-y/GexSi1-x光波导的设计3.5.1 SiO2/GeySi1-y/GexSi1-x平板光波导3.5.2 SiO2/GeySi1-y/GexSi1-x脊形光波导第四章 光电探测器的研究4.1 光电探测器工作原理4.1.1 PIN光电探测器的工作原理4.1.2 MSM光电探测器的工作原理4.1.3 SML光电探测器的工作原理4.2 性能指标4.2.1 量子效率和响应度4.2.2 响应速度4.2.3 暗电流4.2.4 噪声4.3 半导体所Si工艺（最小线宽2um）4.3.1 版图4.3.2 主要工艺流程4.4 Chartered公司0.35um标准CMOS工艺（最小线宽0.35um）4.4.1 版图4.5 探测器的模拟4.5.1 PIN光电探测器模拟:4.6 波导型探测器的研究4.6.1 共振腔探测器的特点4.6.2 GeSi波导型探测器的特点4.6.3 GeSi波导型探测器的设计第五章 测试5.1 波导器件测试系统5.2 光电探测器的测试5.3 版图照片第六章 总结参考文献发表论文和参加科研情况说明一、发表论文二、参加科研情况致谢
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标签：脊形光波导论文; 探测器论文; 波导型探测器论文; 锗硅论文;
