發(fā)布時(shí)間：2023-04-28 00:14

　　微電子技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)集成電路的內(nèi)部互連方式提出了更高的要求,電互連在延時(shí)等方面逐步展露弊端,使得光互連走入大家的視線。光互連利用光源將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào),并通過一定的耦合方式將光信號(hào)傳輸?shù)焦馓綔y(cè)器中,在光探測(cè)器中將光信號(hào)還原為電信號(hào)。光互連具有延時(shí)小、信號(hào)之間互不干擾的優(yōu)點(diǎn),是傳統(tǒng)金屬互連的最佳替代方案之一�；镜墓饣ミB系統(tǒng)由光源、光波導(dǎo)和光探測(cè)器組成。III-V族光源復(fù)雜的制造工藝帶來成本高的缺點(diǎn),關(guān)鍵是該類光源與硅集成電路制造工藝難以兼容。如果利用硅作為發(fā)光材料并實(shí)現(xiàn)集成光源,不僅具有與集成電路工藝兼容的優(yōu)點(diǎn),還能減少生產(chǎn)設(shè)備的更新。因此制造一款集成、高效的硅光源一直是光互連領(lǐng)域的熱點(diǎn)、難點(diǎn)。本文主要針對(duì)硅光源單片集成技術(shù),從單片集成硅基光源結(jié)構(gòu)、發(fā)光機(jī)理和光電特性出發(fā),對(duì)一種利用PN結(jié)雪崩倍增過程實(shí)現(xiàn)發(fā)光的光源展開研究�；诂F(xiàn)有的集成電路制造工藝,本文提出了一種可以單片集成的多晶硅雪崩模式光源(P-SiAvLED)。該光源由硅襯底、氧化硅層、多晶硅層和氧化硅保護(hù)層自下而上堆疊形成。器件的有源區(qū)、發(fā)光區(qū)均為N⁺PN⁺PN⁺

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 硅基光源的研究歷史與現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新
    1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 硅基雪崩模式光源的分類與原理
    2.1 硅基雪崩模式光源的分類
        2.1.1 單PN結(jié)硅基雪崩模式光源
        2.1.2 類BJT型硅基雪崩模式光源
        2.1.3 類MOS型硅基雪崩模式光源
        2.1.4 超結(jié)結(jié)構(gòu)的硅基雪崩模式光源
    2.2 硅基雪崩模式光源發(fā)光機(jī)理
    2.3 硅基雪崩模式光源的基本參數(shù)
        2.3.1 閾值電壓
        2.3.2 量子效率與功率轉(zhuǎn)換效率
        2.3.3 輻射通量
        2.3.4 光通量
    2.4 本章小結(jié)
第三章 單片集成多晶硅雪崩模式光源的設(shè)計(jì)與仿真研究
    3.1 多晶硅雪崩模式光源的結(jié)構(gòu)特征與工作機(jī)理
    3.2 器件電學(xué)特性研究
        3.2.1 單片集成多晶硅雪崩模式光源的電學(xué)特性仿真
        3.2.2 單片集成多晶硅雪崩模式光源的動(dòng)態(tài)電學(xué)特性分析
    3.3 本章小結(jié)
第四章 單片集成多晶硅雪崩模式光源的測(cè)試與分析
    4.1 器件概述
    4.2 單片集成多晶硅雪崩模式光源的電學(xué)特性
    4.3 單片集成多晶硅雪崩模式光源的光學(xué)特性
    4.4 本章小結(jié)
第五章 片上光互連系統(tǒng)探索
    5.1 橫向片上光互連系統(tǒng)
    5.2 縱向片上光互連系統(tǒng)
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 未來展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3803356