本文關(guān)鍵詞：一種基于缺陷態(tài)吸收的光功率監(jiān)測(cè)器研究

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【摘要】：硅基光電子技術(shù)是當(dāng)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(duì)片上信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。光功率監(jiān)測(cè)器則充當(dāng)起了這樣的角色：可以對(duì)器件的工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、反饋控制、錯(cuò)誤診斷等。其中一種典型應(yīng)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(duì)其工作波長(zhǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),所以我們提出了光功率監(jiān)測(cè)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(cè)過(guò)程。首先,本論文針對(duì)硅材料在探測(cè)遇到的問(wèn)題,對(duì)不同吸收機(jī)制的光功率監(jiān)測(cè)器和光電探測(cè)器的基本原理進(jìn)行介紹,并且將重點(diǎn)討論通過(guò)離子注入引入缺陷態(tài)吸收機(jī)制的光功率監(jiān)測(cè)器。其次,詳細(xì)地介紹了完整的缺陷態(tài)功率監(jiān)測(cè)器的工藝仿真模擬流程,分析其電學(xué)特性；由于耗盡區(qū)內(nèi)的缺陷態(tài)分布對(duì)光電流具有很大的貢獻(xiàn),繪制二維載流子濃度、缺陷態(tài)濃度、電場(chǎng)分布進(jìn)行光功率監(jiān)測(cè)器的性能分析；進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,改變注入窗口的交疊長(zhǎng)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(yīng)度的原因。最后,對(duì)測(cè)試芯片實(shí)驗(yàn)測(cè)試,分析不同注入窗口交疊長(zhǎng)度或者不同離子注入濃度的器件的光電流曲線,測(cè)量其光功率損耗,分析影響光響應(yīng)度等性能的原因；比較流片的測(cè)試數(shù)據(jù)與模擬仿真的結(jié)果,校準(zhǔn)調(diào)試仿真模擬流程參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：光電探測(cè)器 光功率監(jiān)測(cè)器 離子注入 Silvaco器件仿真 微環(huán)調(diào)制器
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(cè)方案的研究現(xiàn)狀13-28
• 2.1 鍺硅光功率監(jiān)測(cè)方案13-17
• 2.2 雙光子吸收光功率監(jiān)測(cè)器17-20
• 2.3 表面態(tài)吸收光功率監(jiān)測(cè)器20-22
• 2.4 缺陷態(tài)吸收光功率監(jiān)測(cè)器22-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 缺陷態(tài)光功率監(jiān)測(cè)器的電學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-45
• 3.1 器件電學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-30
• 3.1.1 p-i-n設(shè)計(jì)28-29
• 3.1.2 優(yōu)化器件性能的設(shè)計(jì)29-30
• 3.2 器件電學(xué)結(jié)構(gòu)的仿真分析30-42
• 3.2.1 Silvaco TCAD半導(dǎo)體工藝和器件仿真軟件的簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)研究45-54
• 4.1 光功率監(jiān)測(cè)器響應(yīng)度的實(shí)驗(yàn)研究45-51
• 4.1.1 光電流的實(shí)驗(yàn)測(cè)試46-48
• 4.1.2 響應(yīng)度的實(shí)驗(yàn)測(cè)試48-50
• 4.1.3 仿真與實(shí)驗(yàn)的對(duì)比與校正50-51
• 4.2 光功率監(jiān)測(cè)器損耗的實(shí)驗(yàn)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(xiàn)56-61
• 作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)期間所取得的科研成果61

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