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1、設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn) CMOS工藝兼容的硅基光電器件在降低光互連系統(tǒng)成本方面具有十分重要的意義。與標(biāo)準(zhǔn) CMOS工藝兼容的光電探測(cè)器和發(fā)光器件是硅基光互連系統(tǒng)的兩類(lèi)重要的器件,由于硅材料的能帶結(jié)構(gòu)以及標(biāo)準(zhǔn) CMOS工藝的限制,硅基光電探測(cè)器的響應(yīng)度和本征帶寬性能普遍較差,而如何提高硅基發(fā)光器件的發(fā)光功率和功率轉(zhuǎn)換效率也是實(shí)現(xiàn)硅基光互連系統(tǒng)的難點(diǎn)之一。
為了解決以上問(wèn)題,本文研究了標(biāo)準(zhǔn) CMOS光電探測(cè)器和發(fā)光器件,并對(duì)硅基光互連系統(tǒng)進(jìn)行
2、了介紹。設(shè)計(jì)了三款與標(biāo)準(zhǔn) CMOS工藝完全兼容的光電探測(cè)器,以及一款低壓高效的正向注入型發(fā)光器件。
本文對(duì) MSM光電探測(cè)器進(jìn)行了原理分析,探討了其在標(biāo)準(zhǔn) CMOS工藝下的器件結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn),基于UMC0.18μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝設(shè)計(jì)了金屬/NWELL型MSM光電探測(cè)器。為了屏蔽襯底深處產(chǎn)生的慢光生載流子對(duì)本征帶寬的影響,本文研究了叉指狀P+/NWELL/P-SUB型雙光電探測(cè)器和P+/NWELL空間調(diào)制型光電探測(cè)器,經(jīng)UMC0.
3、18μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝流片,并利用SILVACO公司的TCAD工具ATLAS對(duì)雙光電探測(cè)器進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模和性能仿真??臻g調(diào)制型光電探測(cè)器的芯片測(cè)試結(jié)果以及雙光電探測(cè)器的器件仿真結(jié)果表明,這兩款光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)了屏蔽襯底慢光生載流子的功能,本征帶寬得到了很大提升,分別達(dá)到了154MHz和1200MHz。
本文還設(shè)計(jì)了一款與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝完全兼容的正向注入型Si-LED陣列發(fā)光器件,經(jīng)UMC0.18μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝流片測(cè)試。測(cè)
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