硅基光電互連的核心技術(shù)研究.pdf

1、本文圍繞信息技術(shù)的熱點(diǎn)領(lǐng)域：CMOS硅基光電集成進(jìn)行討論，對(duì)其中的關(guān)鍵問題進(jìn)行研究。標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝兼容的硅基光電子回路(OEIC)能夠有效地解決電互連的串繞、帶寬和功耗問題，并能最充分的利用現(xiàn)有的CMOS數(shù)字集成電路工藝，最大程度的適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)。
　　 OEIC光電集成回路設(shè)計(jì)的最難點(diǎn)在于硅基光源的設(shè)計(jì)，光互連要想取得比電互連更大的優(yōu)勢(shì)，光源部分必須提供非常大的帶寬，和比較強(qiáng)的光增益。在這個(gè)方面作者提出光電轉(zhuǎn)換的互逆原理，按

2、照這一原理很多過去用于提高探測(cè)器帶寬和靈敏度的措施也能用于硅基光源的設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于pin結(jié)構(gòu)的光電互連系統(tǒng)，進(jìn)一步驗(yàn)證了這一原理。
　　 在硅基發(fā)光的理論方面，作者創(chuàng)新的將光子速率方程應(yīng)用在解釋位錯(cuò)環(huán)的發(fā)光特性上，進(jìn)一步得到提取模型參數(shù)的方法，由于這種方法可以由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，可以方便的將實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)作者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，很多實(shí)驗(yàn)擬合得到的參數(shù)和理論符合得非常好，這進(jìn)一步證實(shí)了在位錯(cuò)環(huán)發(fā)光中激

3、子所起到的重要的作用。
　　 在單片硅基光電互連方面，作者做了很多有益的探索：
　　 1.深入研究了硅基CMOS發(fā)光器件的原理，設(shè)計(jì)了基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的不同結(jié)構(gòu)的硅基發(fā)光器件及其陣列。
　　 2.設(shè)計(jì)了高效的硅基接收機(jī)，尤其是其中高增益低噪聲的CMOS跨阻放大器的設(shè)計(jì)。由于硅基CMOS光源固有的非常的光增益和光波導(dǎo)部分非常高的損耗使得跨導(dǎo)放大器的設(shè)計(jì)變得異常困難，作者采取了新型的開環(huán)結(jié)構(gòu)打破了常規(guī)帶寬增益積的