长波长硅基锗片上光源关键技术研究
发布时间：2021-03-11 13:55
目前光子集成技术中主要通过在芯片上键合或外延生长III-V族材料激光光源实现光的激射,但这些方法由于衬底与光源之间存在高热阻的粘结层导致光源散热差,同时不能够与CMOS工艺兼容,这严重制约了光子集成技术的发展。垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity surface Emitting Laser,VCSEL）具有阈值电流低,腔长短、单纵模工作和易于大规模阵列集成等优势,在光通信领域有着非常广阔的应用前景,本文对SixGe1-x量子活性材料的设计和长波长硅基锗片上光源进行了研究,主要工作如下:本文首先基于PICS3D光学仿真软件设计和优化了SixGe1-x量子活性材料作为增益材料,采用形变势理论计算和分析SixGe1-x合金晶格常数和禁带宽度,计算SixGe1-x合金材料临界厚度和带隙变化,定义SixGe1-x材料底层、迁移模型、通用属性、外部函数和合金能隙进而...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Si、Ge能带结构图
第三章SiGe材料库设计与建立27旧材料体系材料类型使用方法量子活性体材料Begin_active_layerInGaN..................End_active_layerInGaN复杂量子区域材料Begin_active_layercx-InGaN..................End_active_layercx-InGaN对称量子阱材料Begin_active_layerInGaN/InGaN..................End_active_layerInGaN/InGaN体材料的引用方式如图3-3所示，当仅引用体材料时在左侧体材料区域选择相应的材料，而在右侧活性材料区域选择为void即表示量子材料宏为空，图3-3为体材料选定及使用方式界面，此时仅表示引用体材料。图3-3体材料界面选定和使用方式量子材料的的引用方式按照分类不同如图3-4、图3-5和图3-6所示。当需要引用量子材料时在左侧体材料区域选择相应的材料，而在右侧量子材料区域选择量子材料，其中所选择的量子材料选择分为体活性材料、对称量子阱材料和cx-材料三类。
天津工业大学硕士学位论文281、量子材料为“活性体材料”活性体材料的选择和使用界面如图3-4所示，当需要引用活性体材料时在左侧体材料区域选择相应的体材料，而在右侧量子材料区域选择与左侧体材料相对应的活性体材料即表示引入了与体材料相对应的活性体材料。图3-4活性体材料界面选定和使用方式2、量子材料为“对称量子阱材料”对称量子阱材料的选择和使用界面如图3-5所示，当需要引用对称量子阱材料时在左侧体材料区域选择相应的体材料，而在右侧量子材料区域选择与左侧体材料相对应的对称量子阱材料即表示引入了与体材料相对应的量子材料用于相同材料配比不同的量子阱发光。图3-5对称量子阱材料界面选定和使用方式3、量子材料为“cx-材料”
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高性能硅基锗单行载流子光电探测器设计[J]. 马鹏程,孙思维,刘丰满,薛海韵,孙瑜,何慧敏,李志雄,曹立强. 光通信研究. 2019(03)
[2]SiGe集成电路工艺技术现状及发展趋势[J]. 马羽,王志宽,崔伟. 微电子学. 2018(04)
[3]AlGaInAs/InP多量子阱激光器的量子阱数的优化[J]. 尹晋宏,贾华宇,李灯熬,罗飚,刘应军. 激光杂志. 2017(09)
[4]Ge/Ge0.85Si0.15量子阱发光结构设计[J]. 黄诗浩,李磊毅,谢文明,汪涵聪,陈炳煌. 福建工程学院学报. 2017(04)
[5]硅基Ⅲ-Ⅴ族量子点激光器的发展现状和前景[J]. 王霆,张建军,Huiyun Liu. 物理学报. 2015(20)
[6]1.3μm InGaAsSb/GaAsSb量子阱激光器有源区结构设计[J]. 何斌太,刘国军,魏志鹏,刘超,安宁,刘鹏程,王旭. 激光与红外. 2015(05)
[7]N型掺杂应变Ge发光性质[J]. 黄诗浩,李成,陈城钊,郑元宇,赖虹凯,陈松岩. 物理学报. 2012(03)
[8]Si基Ge外延薄膜材料发光性能研究进展[J]. 黄诗浩,李成,陈城钊,郑元宇,赖虹凯,陈松岩. 半导体光电. 2011(03)
[9]高功率中红外激光器的进展[J]. 张冬燕,王戎瑞. 激光与红外. 2011(05)
[10]980nm大功率垂直腔底发射激光器[J]. 金珍花,孙艳芳,宁永强,晏长岭,秦莉,刘云,套格套,王立军,崔大复,李惠青,许祖彦. 红外与毫米波学报. 2005(01)
硕士论文
[1]垂直腔面发射激光器湿法氧化工艺研究[D]. 戈红丽.长春理工大学 2012
本文编号：3076573
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Si、Ge能带结构图
第三章SiGe材料库设计与建立27旧材料体系材料类型使用方法量子活性体材料Begin_active_layerInGaN..................End_active_layerInGaN复杂量子区域材料Begin_active_layercx-InGaN..................End_active_layercx-InGaN对称量子阱材料Begin_active_layerInGaN/InGaN..................End_active_layerInGaN/InGaN体材料的引用方式如图3-3所示，当仅引用体材料时在左侧体材料区域选择相应的材料，而在右侧活性材料区域选择为void即表示量子材料宏为空，图3-3为体材料选定及使用方式界面，此时仅表示引用体材料。图3-3体材料界面选定和使用方式量子材料的的引用方式按照分类不同如图3-4、图3-5和图3-6所示。当需要引用量子材料时在左侧体材料区域选择相应的材料，而在右侧量子材料区域选择量子材料，其中所选择的量子材料选择分为体活性材料、对称量子阱材料和cx-材料三类。
天津工业大学硕士学位论文281、量子材料为“活性体材料”活性体材料的选择和使用界面如图3-4所示，当需要引用活性体材料时在左侧体材料区域选择相应的体材料，而在右侧量子材料区域选择与左侧体材料相对应的活性体材料即表示引入了与体材料相对应的活性体材料。图3-4活性体材料界面选定和使用方式2、量子材料为“对称量子阱材料”对称量子阱材料的选择和使用界面如图3-5所示，当需要引用对称量子阱材料时在左侧体材料区域选择相应的体材料，而在右侧量子材料区域选择与左侧体材料相对应的对称量子阱材料即表示引入了与体材料相对应的量子材料用于相同材料配比不同的量子阱发光。图3-5对称量子阱材料界面选定和使用方式3、量子材料为“cx-材料”
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高性能硅基锗单行载流子光电探测器设计[J]. 马鹏程,孙思维,刘丰满,薛海韵,孙瑜,何慧敏,李志雄,曹立强. 光通信研究. 2019(03)
[2]SiGe集成电路工艺技术现状及发展趋势[J]. 马羽,王志宽,崔伟. 微电子学. 2018(04)
[3]AlGaInAs/InP多量子阱激光器的量子阱数的优化[J]. 尹晋宏,贾华宇,李灯熬,罗飚,刘应军. 激光杂志. 2017(09)
[4]Ge/Ge0.85Si0.15量子阱发光结构设计[J]. 黄诗浩,李磊毅,谢文明,汪涵聪,陈炳煌. 福建工程学院学报. 2017(04)
[5]硅基Ⅲ-Ⅴ族量子点激光器的发展现状和前景[J]. 王霆,张建军,Huiyun Liu. 物理学报. 2015(20)
[6]1.3μm InGaAsSb/GaAsSb量子阱激光器有源区结构设计[J]. 何斌太,刘国军,魏志鹏,刘超,安宁,刘鹏程,王旭. 激光与红外. 2015(05)
[7]N型掺杂应变Ge发光性质[J]. 黄诗浩,李成,陈城钊,郑元宇,赖虹凯,陈松岩. 物理学报. 2012(03)
[8]Si基Ge外延薄膜材料发光性能研究进展[J]. 黄诗浩,李成,陈城钊,郑元宇,赖虹凯,陈松岩. 半导体光电. 2011(03)
[9]高功率中红外激光器的进展[J]. 张冬燕,王戎瑞. 激光与红外. 2011(05)
[10]980nm大功率垂直腔底发射激光器[J]. 金珍花,孙艳芳,宁永强,晏长岭,秦莉,刘云,套格套,王立军,崔大复,李惠青,许祖彦. 红外与毫米波学报. 2005(01)
硕士论文
[1]垂直腔面发射激光器湿法氧化工艺研究[D]. 戈红丽.长春理工大学 2012
本文编号：3076573
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3076573.html
