本文選題：單片集成　切入點(diǎn)：陣列波導(dǎo)光柵　出處：《物理學(xué)報》2017年15期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：選區(qū)外延技術(shù)是實現(xiàn)有源與無源光器件單片集成的一種有效的工藝手段,但同時對兩種器件在異質(zhì)生長界面處的對接結(jié)構(gòu)提出了更高的設(shè)計要求.本文通過選區(qū)外延技術(shù)實現(xiàn)了InP基O波段4通道陣列波導(dǎo)光柵與單載流子探測器的單片集成.通過光學(xué)仿真重點(diǎn)研究了選區(qū)外延后界面處形貌對無源波導(dǎo)結(jié)構(gòu)與有源光探測器間光耦合效率的影響,包括伸長的光學(xué)匹配層、二次外延生長邊界位置、波導(dǎo)刻蝕邊界位置等因素.研究結(jié)果表明,在保證二次外延生長邊界對準(zhǔn)異質(zhì)對接界面時,將光學(xué)匹配層伸出探測器前端10μm并與外延邊界無縫對接既可以保證高效的光傳輸效率(或探測器量子效率),又可以避免外延界面處的異常生長對器件制備工藝的影響,保證生長工藝與器件制備工藝的兼容性.成功制備的單片集成芯片具有高達(dá)76%的探測器量子效率,證明了對接方案的有效性.同時,集成芯片的低串?dāng)_(-22 dB)與解復(fù)用特性展示出其作為解復(fù)用光接收芯片具有巨大潛力.
[Abstract]:Selective epitaxy is an effective process for the integration of active and passive optical devices. But at the same time, higher design requirements are put forward for the docking structure of the two devices at the interface of heterogeneous growth. In this paper, InP based O-band 4-channel arrayed waveguide grating and single-carrier detector are realized by selective epitaxy technique. The influence of interface morphology on the optical coupling efficiency between the passive waveguide structure and the active optical detector is studied by optical simulation. These factors include elongated optical matched layer, secondary epitaxial growth boundary position, waveguide etching boundary position, etc. The results show that, when the secondary epitaxial growth boundary is aligned with the heterojunction interface, Extending the optical matching layer to the front end of the detector at 10 渭 m and seamlessly docking with the epitaxial boundary can not only guarantee the efficient optical transmission efficiency (or detector quantum efficiency], but also avoid the influence of abnormal growth at the epitaxial interface on the fabrication process of the device. To ensure the compatibility between the growth process and the device fabrication process. The successfully fabricated monolithic integrated chip has a detector quantum efficiency of up to 76%, which proves the effectiveness of the docking scheme. The low crosstalk (-22 dB) and demultiplexing characteristics of the integrated chip demonstrate its great potential as a demultiplexing optical receiver chip.
【作者單位】： 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所集成光電子學(xué)國家重點(diǎn)實驗室;中國科學(xué)院大學(xué)電子電氣與通信工程學(xué)院;中國科學(xué)院大學(xué)材料科學(xué)與光電技術(shù)學(xué)院;
【基金】：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(批準(zhǔn)號:2015AA016902) 國家重點(diǎn)研發(fā)計劃(批準(zhǔn)號:2016YFB0402404) 國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:61635010,61674136,61435002)資助的課題~~
【分類號】：TN25

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本文編號：1631531