發(fā)布時(shí)間：2020-05-07 17:12

【摘要】：本文依托中國(guó)科學(xué)院微電子研究所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心的8英寸半導(dǎo)體工藝平臺(tái),研發(fā)硅基電光調(diào)制器的制造工藝技術(shù)。通過軟件仿真和單項(xiàng)工藝實(shí)驗(yàn),開發(fā)電光調(diào)制器的制造工藝模塊,成功的制備出了硅基反偏PN結(jié)型馬赫曾德爾電光調(diào)制器。通過在其調(diào)制臂上進(jìn)行摻雜形成PN結(jié),然后通過改變?cè)赑N結(jié)上施加的偏置電壓來(lái)改變PN結(jié)空間電荷區(qū)內(nèi)的載流子數(shù)目,進(jìn)而改變調(diào)制器調(diào)制臂脊型波導(dǎo)的折射率。本文對(duì)電光調(diào)制器的重要制造工藝模塊進(jìn)行了有針對(duì)性的開發(fā),成功地開發(fā)了適用于硅基電光調(diào)制器光學(xué)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的刻蝕工藝,適用于電學(xué)結(jié)構(gòu)制造的注入工藝,并重新整合了小尺寸CMOS器件的金屬接觸工藝。對(duì)于小線寬光刻本文使用了約40nm厚度的抗反射涂層,通過線寬測(cè)量設(shè)備的監(jiān)控測(cè)量,最終的光刻結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于電光調(diào)制器電學(xué)部分的制造工藝,本文通過工藝仿真和進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)合的方法確定了最終的工藝參數(shù)。在調(diào)制器進(jìn)行離子注入后通過快速熱退火激活摻雜粒子,調(diào)制臂脊型波導(dǎo)上的反偏PN結(jié)的N區(qū)摻雜濃度約為2e17cm~(-3),P區(qū)摻雜濃度約為4e17cm~(-3)。在本文中對(duì)硅基電光調(diào)制器的關(guān)鍵工藝技術(shù)和器件制造的整個(gè)工藝流程做了詳細(xì)的解釋。器件研制完成后,通過對(duì)研制出的電光調(diào)制器進(jìn)行性能測(cè)試可知,本文制備的電光調(diào)制器在偏置電壓為-4V時(shí)的帶寬達(dá)到了22.5GHz,調(diào)制速率達(dá)到了30.26Gbps。在后續(xù)的工作中又對(duì)制備出的電光調(diào)制器進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并且發(fā)現(xiàn)在電光調(diào)制器制造過程中,對(duì)脊型波導(dǎo)上的硅造成了輕微損傷。然后通過設(shè)計(jì)相應(yīng)的單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)找到了出現(xiàn)問題的原因并提出了相應(yīng)的解決方案。對(duì)于提出的解決方案本文又做了這些方案可行性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文提出的通過減小離子注入模塊抗反射涂層的使用次數(shù)和優(yōu)化調(diào)整抗反射涂層刻蝕工藝的方法可以解決電光調(diào)制器制造工藝中離子注入模塊所造成的單晶硅過刻的問題。
【圖文】：

使之不滿足尺寸較小的光電集成系統(tǒng)的要求光調(diào)制器調(diào)制器也是基于電光效應(yīng)，2013 年，加拿大 TeraX化銦調(diào)制器。Ⅲ-Ⅴ族材料的優(yōu)勢(shì)就在于可以和一些如激光器、光探測(cè)器、光放大器等。但這類材料也有輸時(shí)，，損耗很大，從制作更低損耗的光波導(dǎo)的角度二，這類材料的成本很高，制造難度大，與廣泛使用材料混合集成光調(diào)制器

貴州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文.1 所示，硅-有機(jī)物材料混合(SOH)集成平臺(tái)結(jié)合了絕緣層性電光材料的優(yōu)勢(shì)，它由硅和電光聚合物兩種材料構(gòu)成機(jī)材料，具有強(qiáng)線性電光效應(yīng)（泡克爾斯效應(yīng)），它使調(diào)壓（VπLπ值）和較高的調(diào)制效率�；� SOI 的 SOH 電光子等離子體效應(yīng)作為調(diào)制原理的固有限制，具有小尺寸、點(diǎn)，但其發(fā)色團(tuán)需進(jìn)行極化，極化效率會(huì)影響到器件性要求較高，不適用于高溫環(huán)境[11,12]。光調(diào)制器
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN761

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 陳曜;何鵬程;卜天容;丁玉麗;;馬赫曾德環(huán)腔相位調(diào)制器的研究[J];光子學(xué)報(bào);2015年08期

2 王興軍;蘇昭棠;周治平;;硅基光電子學(xué)的最新進(jìn)展[J];中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2015年01期

本文編號(hào)：2653280