發(fā)布時(shí)間：2021-04-16 12:33

　　自上世紀(jì)70年代起,微電子集成電路飛速發(fā)展,其集成密度一直遵循著摩爾定律。集成電路的尺寸不斷地縮小,微電子集成電路的物理極限也即將被碰觸。由于高集成密度而導(dǎo)致的高發(fā)熱與量子效應(yīng)問(wèn)題,使得當(dāng)今的集成電路發(fā)展遇到瓶頸。為了兼容當(dāng)前的CMOS工藝,解決這些問(wèn)題最可行的方案是使用Si基光互連技術(shù)。在Si基光互連電路中,現(xiàn)有的科研水平已經(jīng)很好地解決了其他光電器件的制備,但Si基光源由于其本身的特殊性,依舊處于研究階段,因此研究Si基光源具有十分重要的意義。本文以IV族的Ge材料為基礎(chǔ),詳細(xì)分析了改性Ge材料的發(fā)光特性。首先,基于Van de Walle形變勢(shì)理論,計(jì)算了改性Ge材料的能帶結(jié)構(gòu)以及其導(dǎo)帶中載流子的分布情況。其次,分析了載流子在直接帶隙和間接帶隙的輻射復(fù)合以及俄歇復(fù)合的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,并以此為基礎(chǔ)計(jì)算了N型摻雜張應(yīng)變Ge材料直接帶隙躍遷的內(nèi)量子效率和光增益等發(fā)光性質(zhì)。在張應(yīng)變?yōu)?.75%的條件下,計(jì)算所得的N型摻雜Ge材料的內(nèi)量子效率最大能達(dá)到89.2%。計(jì)算光增益的結(jié)果表明,改性Ge材料與III-V族材料可比擬。由此可得知張應(yīng)變有效地增強(qiáng)了Ge材料直接帶隙的躍遷發(fā)光。本文還簡(jiǎn)單分析了新出... 

【文章來(lái)源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

硅基光電集成芯片示意圖

第一章 緒論值在 1565nm 附近。當(dāng)所施加的正向電壓發(fā)光波長(zhǎng)為 1565nm，當(dāng)施加的正向電壓為果表明，電壓在 1.1 至 2.5V 范圍內(nèi)，隨移。斯坦福大學(xué)研究組制備的 Ge 發(fā)光二察到溫室下電致發(fā)光的發(fā)光峰值波長(zhǎng)為 1，隨著溫度的升高，發(fā)光強(qiáng)度會(huì)增大，這機(jī)制相一致。

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.3 不同 Ge 波導(dǎo)厚度下 Ge 激光器的電致發(fā)光光譜在 IV 族材料體系中，直接帶隙的 GeSn 材料是一個(gè)十分重要的分支，它的出現(xiàn)為 Si 基激光器的實(shí)現(xiàn)注入了新的活力。因?yàn)?GeSn 材料的發(fā)光效率比間接帶隙材料的Ge 材料高，所以利用 GeSn 材料作為有源區(qū)，為量子阱激光器和 Si 基雙異質(zhì)結(jié)激光器的構(gòu)建提供新的思路，使得芯片集成光源的實(shí)現(xiàn)成為可能。2014 年，該研究組直接在 Si 和 Ge 上生長(zhǎng)出 2%和 4% Sn 組分的 GeSn 材料[36]。2015 年，Wirths 等人[37]使用 RPCVD 設(shè)備


本文編號(hào)：3141436