SOI电光开关中热光效应分析

分析了 SOI(silicon- on- insulator) 2× 2电光开关工作时热光效应对等离子色散效应的影响。采用二维半导体器件模拟器 PISCES- 对器件进行了模块。结果表明 ,热光效应对等离子色散效应的影响与调制区长度密切相关 ,当调制区长度较短时 ,热光效应的影响不容忽视 ;当调制区长度大于 5 0 0μm时 ,这种影响可以忽略不计。     

载流子注入全内反射型GaAs／GaAIAs光波导开关

研制出利用载流子注入能带填充效应制成的全内反射型（CI－TIR）GaAs/GaAIAs光波导开关。开关工作波长为0．87μm，工作电流70mA，消光比14dB，串话－13dB，该开关具有尺寸小，与偏振无关，无阻塞，易集成的优点。     

基于SOI的光波导和V形槽集成器件

文章介绍了一种基于SOI的集成半导体器件。设计了5μm×5μm的单模光波导,并用APSS软件进行了光场模式分析;利用KOH各向异性腐蚀制造了直的脊波导、Y分支器和V形槽;最后,利用紫外光敏胶将波导和光纤固定。     

基于载流子注入的SOI 4×4MMI-MZ光开关阵列

采用0.8μm CMOS工艺线制作了一种基于载流子注入的SOI 4×4马赫-曾德(MZ)光开关阵列,其由4个2×2基于多模干涉(MMI)耦合器的MZ(MMI-MZ)光开关单元组成。通过对调制臂施加电压,利用Si的载流子色散效应引起调制区的折射率变化实现开关功能。测试结果表明,当输入光为1 510～1 580nm的宽带光源时,光开关阵列的不同路径间的串扰低于-8.02dB,支持的公共带宽为35nm(1 530～1 565nm),开关阵列的上升和下降时间分别为17.4ns和21ns。     

SOI MOSFET器件的热载流子退化机理

介绍了绝缭体上硅（SOI）材料的制作方法．阐进了SOIMOSFET器件的热载流子注入效应的失效机理。研究表明：前沟和背面缺陷的耦合效应是SOI器件的特有现象．对SOI器件的退化构成潜在的威胁。虽然失效机理比体硅器件复杂,但并不会阻碍高性能、低电压ULSI SOI电路的发展。     

N-LDMOS热载流子注入效应的分析和优化

研究了一种N-LDMOS器件的热载流子注入效应,分析了热载流子效应产生的机理、对器件性能以及可靠性的影响,提出了改进方法.为了降低此器件的热载流子注入效应,我们利用华润上华公司提供的ISE软件对N-LDMOS高压工艺进行模拟,根据模拟结果调整了器件结构,通过增大器件的场板长度、漂移区长度以及增加N阱与有源区的交叠长度等措施,使得相同偏置条件下,表征热载流子注入强度的物理量——器件衬底电流降为改进前的1/10,显著改善了该器件的热载流子注入效应.     

一种基于SOI材料的新型可调谐光衰减器的设计

设计了一种新型的、基于SOI材料的可调谐光衰减器,其调制区采用了独特的双脊型PIN结构,增强了注入电流场与光场的重叠,提高电注入效率.用BPM方法分析了波导结构的传输损耗,用有限元法分析了二维PIN结的电注入特性.结果表明该结构的光衰减器有良好的性能.     

SOI工艺下NMOS管的热载流子效应研究

摘要：本文研究了SOI工艺下环形栅NMOS和双边栅NMOS（H型栅NMOS、T型栅NMOS和普通条形栅NMOS）的热载流子效应。基于热载流子退化的化学反应方程式和一种与器件几何结构相关的反应扩散方程,提出了环形栅NMOS和双边栅NMOS的热载流子退化模型。根据此模型得出,热载流子退化的时间指数与NMOS的栅结构密切相关,且环形栅NMOS与双边栅NMOS相比,热载流子退化更加严重。通过对0.5 PD SOI 工艺下这几种不同栅结构的NMOS管的设计、流片和热载流子试验,验证了结论。     

基于SOI悬浮波导的中红外热光调制器的分析

设计了一种基于SOI（Silicon-On-Insulator）单模中红外低损耗悬浮脊波导的MMI-MZI型热光调制器。对单模悬浮脊波导和基于悬浮波导的调制器的参数进行了分析,并给出了工艺实现方法。在波长5.4 μm,采用3D-BPM（Beam Propagation Method）方法对热光调制器的模型进行了传输特性的仿真。结果表明在加热电极长度为3 mm时,热光作用区通过很小的温度变化ΔT=5.3℃时,可以实现消光比为-40 dB。该中红外器件尺寸大,设计和制作容差大,在中红外硅基光子学有着重要的应用。     

热载流子诱生MOSFET/SOI界面陷阱的正向栅控二极管技术表征

本文完成了热载流子诱生MOSFET/SOI界面陷阱正向栅控二极管技术表征的实验研究 .正向栅控二极管技术简单、准确 ,可以直接测得热载流子诱生的平均界面陷阱密度 ,从而表征器件的抗热载流子特性 .实验结果表明 :通过体接触方式测得的MOSFET/SOI栅控二极管R G电流峰可以直接给出诱生的界面陷阱密度 .抽取出来的热载流子诱生界面陷阱密度与累积应力时间呈幂指数关系 ,指数因子约为 0 787     

Analysis of the thermo-optic effect in lateral-carrier-injection SOI ridge waveguide devices

The thermo-optic effect in the lateral-carrier-injection pin junction SOI ridge waveguide is analyzed according to the thermal field equation.Numerical analysis and experimental results show that the thermo-optic effect caused by carrier injection is significant in such devices,especially for small structure ones.For a device with a 1000 μm modulation length,the refractive index rise introduced by heat accounts for 1/8 of the total effect under normal working conditions.A proposal of adjusting the electrode position to cool the devices to diminish the thermal-optic effect is put forward.     

SOI基亚微米光波导可调光衰减器的设计

基于硅的等离子色散效应,构建了SOI基光波导可调光衰减器(VOA)仿真模型,对SOI基亚微米脊形波导结构的模式特性、VOA器件的掺杂区间距、掺杂深度及浓度对VOA特性的影响进行了系统的模拟分析,优化设计出了小尺寸、低损耗的VOA器件,仿真结果表明:该器件在2.1V电压下即可获得30 dB衰减量,功耗仅为14 mW.     

SOI光波导传输机理及其损耗的研究

分析研究了ＳＯＩ光波导传输机理，并对其传输损耗进行了计算。     

Tunable filters based on an SOI nano-wire waveguide micro ring resonator

Micro ring resonator(MRR) filters based on a silicon on insulator(SOI) nanowire waveguide are fabricated by electron beam photolithography(EBL) and inductive coupled plasma(ICP) etching technology.The cross-section size of the strip waveguides is 450×220 nm2,and the bending radius of the micro ring is around 5μm.The test results from the tunable filter based on a single ring show that the free spectral range(FSR) is 16.8 nm and the extinction ratio(ER) around the wavelength 1550 nm is 18.1 dB.After thermal tuning,the filter’s tuning bandwidth reaches 4.8 nm with a tuning efficiency of 0.12 nm/℃Meanwhile,we fabricated and studied multi-channel filters based on a single ring and a double ring.After measurement,we drew the following conclusions: during the signal transmission of multi-channel filters,crosstalk exists mainly among different transmission channels and are fairly distinct when there are signals input to add ports.     

SOI基微环谐振可调谐滤波器

采用电子束光刻和ICP刻蚀等工艺制作出基于SOI纳米线波导微环谐振滤波器。滤波器微环半径为5μm左右,波导截面尺寸为(350nm～500nm)220nm不等。测试结果表明,波导宽度为450nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽度为16.8nm,1.55μm波长附近的消光比为22.1dB。通过对微环滤波器进行热光调制,在21.4℃～60℃温度范围内实现了4.8nm波长范围的可调谐滤波特性,热光调谐效率达到0.12nm /℃。同时,研究了基于单环和双环的多通道上下载滤波器,实验结果表明多通道滤波器的信号传输存在串扰,主要是不同信道之间的串扰,尤其在信号上载时,会在相邻信道产生较大串扰。     

一种新的SOI波导拉曼激光器模型及其应用

通过考虑腔中的自发拉曼散射,提出一种新的绝缘体上硅(SOI)波导拉曼激光器物理模型。仿真结果表明该模型能较好地描述其小信号输出特性,实现对该类激光器的快速分析、设计与优化。利用模型对基于多种SOI波导的拉曼激光器进行分析,结果表明室温下只有采用拥有较大拉曼系数,较小线性损耗和较短的有效载流子寿命的SOI波导才能使拉曼激光器达到阈值。提出采用优化SOI波导截面几何尺寸的方法来降低有效载流子寿命,进而提高整体拉曼增益。结果显示该方法可大幅提高SOI波导拉曼激光器的输出功率和能量转换效率。     

SOI材料在光电子学中的应用

SOI材料是应用于硅基光电子学中的一种重要的光波导材料。近年来随着SOI材料制备和加工技术的成熟,SOI基光波导器件的研究日益受到人们的重视。文章介绍了SOI材料在光电子学领域的一些具体应用,包括了在热光器件、电光器件、亚微米波导器件与光纤的耦合器以及光电子集成芯片等方面的最新研究进展。更小的波导截面尺寸是未来SOI光波导器件发展的必然趋势。     

亚100nm SOI器件的结构优化分析

分析了SOI器件各结构参数对器件性能的影响,给出了器件各结构参数的优化方向,找出了可行硅膜厚度和可行沟道掺杂浓度之间的设计容区.在部分耗尽与全耗尽SOI器件的交界处,阈值电压的漂移有一个峰值,在器件设计时应避免选用这一交界区.此外,随着硅膜厚度的减小,器件的泄漏电流随着沟道掺杂浓度的不同,有一个极小值.通过模拟分析发现,只要合理选择器件的结构参数,就能得到性能优良的SOI器件     

体硅、SOI和SiCMOS器件高温特性的研究

首先介绍了体硅 MOS器件在 2 5～ 30 0℃范围高温特性的实测结果和分析 ,进而给出了薄膜 SOI MOS器件在上述温度范围的高温特性模拟结果和分析 ,最后介绍了国际有关报道的Si C MOS器件在 2 2～ 4 50℃范围的高温特性。在上述研究的基础上 ,提出了体硅、SOI和 Si C MOS器件各自所适用的温度范围和应用前景