硅基光電互連的核心技術研究.pdf

1、本文圍繞信息技術的熱點領域：CMOS硅基光電集成進行討論，對其中的關鍵問題進行研究。標準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數字集成電路工藝，最大程度的適應大規(guī)模生產。
　　 OEIC光電集成回路設計的最難點在于硅基光源的設計，光互連要想取得比電互連更大的優(yōu)勢，光源部分必須提供非常大的帶寬，和比較強的光增益。在這個方面作者提出光電轉換的互逆原理，按

2、照這一原理很多過去用于提高探測器帶寬和靈敏度的措施也能用于硅基光源的設計，并在此基礎上，設計了基于pin結構的光電互連系統(tǒng)，進一步驗證了這一原理。
　　 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用在解釋位錯環(huán)的發(fā)光特性上，進一步得到提取模型參數的方法，由于這種方法可以由計算機自動完成，可以方便的將實驗得到的數據和理論數據進行比較，根據作者的實驗結果，很多實驗擬合得到的參數和理論符合得非常好，這進一步證實了在位錯環(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，設計了基于標準CMOS工藝的不同結構的硅基發(fā)光器件及其陣列。
　　 2.設計了高效的硅基接收機，尤其是其中高增益低噪聲的CMOS跨阻放大器的設計。由于硅基CMOS光源固有的非常的光增益和光波導部分非常高的損耗使得跨導放大器的設計變得異常困難，作者采取了新型的開環(huán)結構打破了常規(guī)帶寬增益積的