硅基單片光電集成技術(shù)研究.pdf

1、光網(wǎng)絡(luò)具有帶寬寬、透明性良好、波長(zhǎng)路由特性、兼容性和可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)，而電的處理能力非常出色，因而在通信網(wǎng)絡(luò)的終端如計(jì)算機(jī)等仍然采用電信號(hào)。在光通信系統(tǒng)中，電信號(hào)和光信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換是不可或缺的過程，這就需要高速的電光調(diào)制器和光電探測(cè)器等關(guān)鍵器件。因此，在光纖通信系統(tǒng)中，光電混合集成(Optoelectronic integrated circuit，OEIC)是實(shí)現(xiàn)高速光通信的根本出路。
　　 硅是應(yīng)用最廣泛的材料，成本很低，硅基

2、CMOS工藝在微電子領(lǐng)域非常成熟，而且硅基光子技術(shù)與CMOS工藝完全兼容，各種硅基光子器件如高速電光調(diào)制器、光電探測(cè)器、激光器等已相繼研制出來。硅光電探測(cè)器與硅集成電路的單片光電集成電路芯片已有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。本論文針對(duì)絕緣層上硅(SOI)材料上單片光電集成(OEIC)的課題-基于電光調(diào)制器和電光開關(guān)與模擬CMOS驅(qū)動(dòng)電路的硅基單片光電集成技術(shù)展開了研究。
　　 本文結(jié)合SOI材料結(jié)構(gòu)、p-i-n電學(xué)結(jié)構(gòu)、模擬CMOS集成電路結(jié)構(gòu)和商

3、業(yè)的CMOS工藝線的要求，設(shè)計(jì)了基于載流子色散效應(yīng)的硅基光波導(dǎo)器件和CMOS驅(qū)動(dòng)電路，研制了可行工藝流程，并成功制作了單片光電混合集成芯片。在國(guó)內(nèi)，我們最先嘗試采用商業(yè)的CMOS工藝線方式來制作載流子色散型光波導(dǎo)器件和CMOS驅(qū)動(dòng)電路結(jié)合的單片光電混合集成芯片。包括在士蘭集成0.8μm工藝下光波導(dǎo)器件和CMOS驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、協(xié)同士蘭集成設(shè)計(jì)流片流程、對(duì)芯片進(jìn)行反復(fù)測(cè)試及對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析討論和改進(jìn)等一整個(gè)流程。針對(duì)對(duì)士蘭流片的