硅基光子學的形成和發(fā)展,為突破硅基微電子學的摩爾極限提供了新的方向。半導體材料硅在微電子領(lǐng)域中的應用已經(jīng)是家喻戶曉,在成熟的微電子加工工藝和日益進步的半導體材料生長工藝的共同推動下,硅在光子學領(lǐng)域中的應用也展現(xiàn)出了前所未有的優(yōu)勢和潛力。氮化硅作為另一種重要的光子學材料,在可見光波段的生物傳感應用、通信波段的非線性光學應用和低熱靈敏度器件的設(shè)計等方面發(fā)揮著其獨特的優(yōu)勢。本論文首先探索了基于PECVD的氮化硅生長工藝,其次仿真設(shè)計了一種基于氮化硅的寬帶平坦低色散波導,最后設(shè)計制備了一種低熱靈敏度的氮化硅光交叉波分復用器。主要內(nèi)容包括:（1）系統(tǒng)研究了SiH₄和NH₃兩種反應氣體流量、反應腔壓和高低頻交替時間等反應條件對氮化硅薄膜的沉積速率、應力、表面粗糙度和折射率等的影響。（2）仿真設(shè)計了一種基于氮化硅的寬帶平坦低色散波導,理論計算了該波導的有效模式面積和非線性系數(shù)隨波長的變化關(guān)系,并研究了該波導在簡并四波混頻中的相位匹配條件。（3）設(shè)計并制備了一種基于氮化硅的環(huán)耦合非對稱馬赫曾德干涉儀型光交叉波分復用器。在25°C到70°C的溫度范圍內(nèi),PMM... 

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 氮化硅光子學平臺研究現(xiàn)狀
    1.3 氮化硅光子器件研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文的主要研究內(nèi)容
2 氮化硅基波導器件的理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 時域有限差分法
    2.3 定向耦合器的理論基礎(chǔ)
    2.4 多模干涉耦合器的理論基礎(chǔ)
    2.5 微環(huán)諧振器的理論基礎(chǔ)
    2.6 本章小結(jié)
3 氮化硅薄膜生長及器件制備
    3.1 引言
    3.2 氮化硅薄膜的制備方法介紹
    3.3 PECVD制備氮化硅薄膜工藝研究
    3.4 氮化硅光子器件的制備
    3.5 本章小結(jié)
4 平坦色散氮化硅波導的設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 平坦色散波導結(jié)構(gòu)的設(shè)計
    4.3 波導結(jié)構(gòu)參數(shù)對色散的影響
    4.4 相位匹配條件
    4.5 本章小結(jié)
5 氮化硅低熱靈敏度光交叉波分復用器
    5.1 引言
    5.2 光交叉波分復用器的原理
    5.3 二氧化硅包層器件的制備及測試
    5.4 PMMA包層器件的制備及測試
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文目錄



本文編號：3657266