Si基改性Ge红外发光器件的研究
发布时间：2021-04-16 12:33
自上世纪70年代起,微电子集成电路飞速发展,其集成密度一直遵循着摩尔定律。集成电路的尺寸不断地缩小,微电子集成电路的物理极限也即将被碰触。由于高集成密度而导致的高发热与量子效应问题,使得当今的集成电路发展遇到瓶颈。为了兼容当前的CMOS工艺,解决这些问题最可行的方案是使用Si基光互连技术。在Si基光互连电路中,现有的科研水平已经很好地解决了其他光电器件的制备,但Si基光源由于其本身的特殊性,依旧处于研究阶段,因此研究Si基光源具有十分重要的意义。本文以IV族的Ge材料为基础,详细分析了改性Ge材料的发光特性。首先,基于Van de Walle形变势理论,计算了改性Ge材料的能带结构以及其导带中载流子的分布情况。其次,分析了载流子在直接带隙和间接带隙的辐射复合以及俄歇复合的竞争关系,并以此为基础计算了N型掺杂张应变Ge材料直接带隙跃迁的内量子效率和光增益等发光性质。在张应变为1.75%的条件下,计算所得的N型掺杂Ge材料的内量子效率最大能达到89.2%。计算光增益的结果表明,改性Ge材料与III-V族材料可比拟。由此可得知张应变有效地增强了Ge材料直接带隙的跃迁发光。本文还简单分析了新出...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硅基光电集成芯片示意图
第一章 绪论值在 1565nm 附近。当所施加的正向电压发光波长为 1565nm，当施加的正向电压为果表明，电压在 1.1 至 2.5V 范围内，随移。斯坦福大学研究组制备的 Ge 发光二察到温室下电致发光的发光峰值波长为 1，随着温度的升高，发光强度会增大，这机制相一致。
西安电子科技大学硕士学位论文4图1.3 不同 Ge 波导厚度下 Ge 激光器的电致发光光谱在 IV 族材料体系中，直接带隙的 GeSn 材料是一个十分重要的分支，它的出现为 Si 基激光器的实现注入了新的活力。因为 GeSn 材料的发光效率比间接带隙材料的Ge 材料高，所以利用 GeSn 材料作为有源区，为量子阱激光器和 Si 基双异质结激光器的构建提供新的思路，使得芯片集成光源的实现成为可能。2014 年，该研究组直接在 Si 和 Ge 上生长出 2%和 4% Sn 组分的 GeSn 材料[36]。2015 年，Wirths 等人[37]使用 RPCVD 设备
本文编号：3141436
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硅基光电集成芯片示意图
第一章 绪论值在 1565nm 附近。当所施加的正向电压发光波长为 1565nm，当施加的正向电压为果表明，电压在 1.1 至 2.5V 范围内，随移。斯坦福大学研究组制备的 Ge 发光二察到温室下电致发光的发光峰值波长为 1，随着温度的升高，发光强度会增大，这机制相一致。
西安电子科技大学硕士学位论文4图1.3 不同 Ge 波导厚度下 Ge 激光器的电致发光光谱在 IV 族材料体系中，直接带隙的 GeSn 材料是一个十分重要的分支，它的出现为 Si 基激光器的实现注入了新的活力。因为 GeSn 材料的发光效率比间接带隙材料的Ge 材料高，所以利用 GeSn 材料作为有源区，为量子阱激光器和 Si 基双异质结激光器的构建提供新的思路，使得芯片集成光源的实现成为可能。2014 年，该研究组直接在 Si 和 Ge 上生长出 2%和 4% Sn 组分的 GeSn 材料[36]。2015 年，Wirths 等人[37]使用 RPCVD 设备
本文编号：3141436
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