本文關鍵詞：一種基于缺陷態(tài)吸收的光功率監(jiān)測器研究

  更多相關文章： 光電探測器 光功率監(jiān)測器 離子注入 Silvaco器件仿真 微環(huán)調(diào)制器

【摘要】：硅基光電子技術(shù)是當今信息技術(shù)中的熱門技術(shù)。隨著光電集成度的增加,必然要求對片上信號進行實時的監(jiān)控。光功率監(jiān)測器則充當起了這樣的角色：可以對器件的工作狀態(tài)的監(jiān)測、反饋控制、錯誤診斷等。其中一種典型應用就是由于微環(huán)調(diào)制器的溫度敏感性,工作狀態(tài)不穩(wěn)定,需要對其工作波長進行實時監(jiān)測,所以我們提出了光功率監(jiān)測器集成在同一微環(huán)上的解決方案。然而,由于硅的帶隙能量在通信波段呈現(xiàn)透明,也就限制了在此波段的光功率的直接吸收和探測過程。首先,本論文針對硅材料在探測遇到的問題,對不同吸收機制的光功率監(jiān)測器和光電探測器的基本原理進行介紹,并且將重點討論通過離子注入引入缺陷態(tài)吸收機制的光功率監(jiān)測器。其次,詳細地介紹了完整的缺陷態(tài)功率監(jiān)測器的工藝仿真模擬流程,分析其電學特性；由于耗盡區(qū)內(nèi)的缺陷態(tài)分布對光電流具有很大的貢獻,繪制二維載流子濃度、缺陷態(tài)濃度、電場分布進行光功率監(jiān)測器的性能分析；進行參數(shù)優(yōu)化,改變注入窗口的交疊長度或者注入離子的濃度而改變耗盡區(qū)內(nèi)缺陷態(tài)的濃度分布,分析影響光響應度的原因。最后,對測試芯片實驗測試,分析不同注入窗口交疊長度或者不同離子注入濃度的器件的光電流曲線,測量其光功率損耗,分析影響光響應度等性能的原因；比較流片的測試數(shù)據(jù)與模擬仿真的結(jié)果,校準調(diào)試仿真模擬流程參數(shù)。
【關鍵詞】：光電探測器 光功率監(jiān)測器 離子注入 Silvaco器件仿真 微環(huán)調(diào)制器
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN29
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 引言9-11
• 1.2 本文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排11-13
• 2 硅基光功率監(jiān)測方案的研究現(xiàn)狀13-28
• 2.1 鍺硅光功率監(jiān)測方案13-17
• 2.2 雙光子吸收光功率監(jiān)測器17-20
• 2.3 表面態(tài)吸收光功率監(jiān)測器20-22
• 2.4 缺陷態(tài)吸收光功率監(jiān)測器22-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 缺陷態(tài)光功率監(jiān)測器的電學結(jié)構(gòu)設計28-45
• 3.1 器件電學結(jié)構(gòu)設計28-30
• 3.1.1 p-i-n設計28-29
• 3.1.2 優(yōu)化器件性能的設計29-30
• 3.2 器件電學結(jié)構(gòu)的仿真分析30-42
• 3.2.1 Silvaco TCAD半導體工藝和器件仿真軟件的簡單介紹30-31
• 3.2.2 p-i-n結(jié)的仿真分析31-42
• 3.3 仿真優(yōu)化42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 4 硅基光電子器件的實驗研究45-54
• 4.1 光功率監(jiān)測器響應度的實驗研究45-51
• 4.1.1 光電流的實驗測試46-48
• 4.1.2 響應度的實驗測試48-50
• 4.1.3 仿真與實驗的對比與校正50-51
• 4.2 光功率監(jiān)測器損耗的實驗研究51-52
• 4.3 本章小結(jié)52-54
• 5 工作總結(jié)與展望54-56
• 5.1 工作總結(jié)54
• 5.2 展望54-56
• 參考文獻56-61
• 作者簡歷及在學期間所取得的科研成果61

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本文編號：931989