一种新型2*2 SOI热光开关

设计并制作了一种新型的SOI 2×2马赫-曾德(MZ)热光开关.这种光开关采用了深刻蚀结构的配对多模干涉耦合器,同时,为了保证单模传输和调制,在连接波导和调制臂区域采用了浅刻蚀结构.深刻蚀结构增强了多模干涉耦合器对光场的限制,有利于自映像质量的提高,从而减少了自映像损耗和不均衡度,同时也提高了制作容差.基于强限制配对干涉耦合器的新型热光开关,其插入损耗为-11.0 dB,其中包括光纤-波导耦合损耗-4.3 dB,上升和下降开关时间分别为3.5μs和8.8μs.

SIMOX SOI埋氧注氮工艺对埋氧中固定正电荷密度的影响

在SIMOX SOI材料的埋氧中注氮是为了增强该类材料的抗辐射能力.通过C-V研究表明,对于埋氧层为150 nm的SIMOX SOI材料来说,当在其埋氧中注入4×10~(15)cm~(-2)剂量的氮后,与未注氮埋氧相比,注氮埋氧中的固定正电荷密度显著增加了;而对于埋氧层为375 nm的SIMOX SOI材料来说,当注氮剂量分别为2×10~(15)cm~(-2)和3×10~(15)cm~(-2)时,并未发现埋氧中固定正电荷密度的增加.所有SIMOX注氮后的退火条件是完全相同的.通过SIMS分析,将薄埋氧中固定正电荷密度的增加归结为注氮后的退火所引起的氮在埋氧与Si界面附近的积累.同时还发现,未注氮埋氧中的固定正电荷密度是非常小的.这意味着通常情况下在热生长SiO_2膜中大量存在的氧化物电荷,其数量在SIMOX埋氧中则要相对少得多.

基于薄膜SOI材料的GaN外延生长应力释放机制

本文研究了SOI衬底上采用MOCVD方法生长GaN材料的应力释放机制.采用SIMOX工艺制备的具有薄膜顶层硅的SOI材料作为外延生长的衬底材料,采用MOSS在位检测系统以及拉曼测试作为GaN内部应力的表征手段.结果表明,SOI材料对硅基GaN异质外延中的晶格失配应力和热应力的释放都有显著作用.薄膜SOI材料通过顶层硅与外延层的界面滑移,将一部分晶格失配应力通过界面的滑移释放,并且通过柔性薄膜顶层硅自身的应力吸收作用,将一部分热失配应力转移到衬底,从而有效地降低了GaN外延层的张应力.

SOI纳米线波导和相关器件研究进展

SOI纳米线波导具有对光场限制作用强、传输损耗低、弯曲半径小、集成度高、与传统CMOS工艺兼容等优点,采用SOI纳米线波导能够大大缩小光子器件的长度和面积,提高器件工作速度和效率,降低器件功耗.介绍了SOI纳米线波导在模式、损耗、偏振等方面与传统大尺寸硅基波导所表现出来的不同特性,评述了当前关于SOI纳米线波导和基于SOI纳米线波导光子器件的最新研究进展.

SOI基光耦合器研究进展

文章综述了国内外光耦合器的最新研究进展，着重介绍了目前耦合效率最高（55％），且与偏振无关的双光栅辅助定向耦合器的工艺流程、结构性能以及进一步提高耦合效率的可行性。

SOI光波导高速电光调制器的研究进展

介绍了不同截面大小的SOI(silicon-on-insulator)波导单模条件,详细描述了几种降低传输损耗,消除偏振相关,提高耦合效率的技术手段.分析比较了一种带有MOS(metal-oxide-semiconductor)电容结构和一种具有微环结构的高速电光调制器,其调制频率分别达到10和1.5GHz.

Comparison of Loss and Crosstalk Characteristics of SOI Based Intersecting Waveguides with Different Bend Structures

By means of two dimension beam propagation method (2D-BPM) with high order Pade approximation, behaviors of SOI waveguide based bend intersections with variant bending radius are simulated and analized. The result shows that crosstalk of intersections decreases with the increase of bending radius and intersecting angle. Furthermore, loss and crosstalk characteristics of bend intersections formed by sine bend, cosine bend and arc bend are compared. Sine bend based structures are proved that it can present lowest loss and smallest crosstalk properties among the three and may find their wide application in the design of bend intersections and other more complicated photonic devices and circuits.

Total Dose Radiation-Hard 0. SOI CMOS Transistors and ASIC

This paper presents the total dose radiation performance of 0. S^m SOI CMOS devices fabricated with full dose SIMOX technology. The radiation performance is characterized by threshold voltage shifts and leakage currents of transistors and standby currents of ASIC as functions of the total dose up to 500krad(Si) .The experimental results show that the worst case threshold voltage shifts of front channels are less than 320mV for pMOS transistors under off-gate radiation bias at lMrad(Si) and less than 120mV for nMOS transistors under on-gate radiation bias. No significant radiation-induced leakage current is observed in transistors to lMrad(Si). The standby currents of ASIC are less than the specification of 5μA over the total dose range of 500krad(Si).

SOI基可变光学衰减器的回波损耗研究

采用倾斜3.4°抛光SOI波导端面和在波导端面镀TiO2减反膜的方法,使SOI基动态可调光学衰减器的插入损耗减小了1.6 dB,而且回波损耗由8 dB提高至57 dB,解决了SOI波导器件回波严重这一实用化过程中的关键问题.利用上述方法研制出了完整封装的SOI基可变光学衰减器样品.

SOI基光子晶体光波导

光子晶体光波导由于其优越的光子局域化性能，因此可以实现任意的弯曲，从而大大减小了集成光路的体积。特别是以SOI材料为基础的光子晶体光波导以其小型化、低损耗的优势而备受人们的关注。介绍了几种类型的SOI基光子晶体光波导，并探索了其潜在的应用前景。

注氮工艺对SOI材料抗辐照性能的影响

分别采用一步和分步注入的工艺制备了氧氮共注形成SOI(SIMON)材料，并对退火后的材料进行了二次离子质谱(SIMS)分析，结果发现退火之后氮原子大多数聚集在SiO2／Si界面处．为了分析材料的抗辐照加固效果，分别在不同方法制作的SIMON材料上制作了nMOS场效应晶体管，并测试了晶体管辐射前后的转移特性．实验结果表明，注氮工艺对SOI材料的抗辐照性能有显著的影响．

低功率消耗、响应快速的SOI基可变光学衰减器

采用绝缘体上Si(SOI)材料制作了马赫-曾德干涉型(MZI)SOI热光可变光学衰减器(VOA),利用隔热槽有效降低器件的功率消耗,提高响应速度.在1 510～1 610 nm波长范围内动态调节范围可达到0～29 dB.与未加隔热槽的相同结构光学衰减器相比,器件插入损耗和调制深度不受影响.最大衰减(29 dB)时功率消耗由360 mW降低为130 mW,器件响应速度提高1倍,响应时间由大于100 μs降为小于50 μs.

埋氧层注氮工艺对部分耗尽SOI nMOSFET特性的影响

研究了埋氧层中注氮后对制作出的部分耗尽SOInMOSFET的特性产生的影响.实验发现,与不注氮的SIMOX基片相比,由注氮SIMON基片制作的nMOSFET的电子迁移率降低了.且由最低注入剂量的SIMON基片制作的器件具有最低的迁移率.随注入剂量的增加,迁移率略有上升,并趋于饱和.分析认为,电子迁移率的降低是由于Si/SiO2界面的不平整造成的.实验还发现,随氮注入剂量的提高,nMOSFET的阈值电压往负向漂移.但是,对应最低注入剂量的器件阈值电压却大于用SIMOX基片制作出的器件.固定氧化物正电荷及界面陷阱密度的大小和分布的变化可能是导致阈值电压变化的主要因素.另外发现,用注氮基片制作出的部分耗尽SOInMOSFET的kink效应明显弱于用不注氮的SIMOX基片制作的器件.

部分耗尽型SOI CMOS模拟电路设计研究

介绍了部分耗尽型SOI MOS器件浮体状态下的Kink效应及对模拟电路的影响.阐述了4种常用体接触方式及其他消除部分耗尽型SOI MOS器件Kink效应的工艺方法,同时给出了部分耗尽型SOIMOSFET工作在浮体状态下时模拟电路的设计方法.

部分耗尽SOI静态存储器位线电路的研究

对部分耗尽SOI CMOS静态存储器的位线电路进行了模拟和研究,详细分析了BJT效应对SRAM写操作过程的影响,给出了BJT效应在SRAM写操作过程的最坏条件和最好条件下存储单元门管的瞬态泄漏电流的模拟结果;在详细分析BJT效应影响的基础上,对"First Cycle"效应进行了全面的研究.结果表明,"First Cycle"效应对写操作影响较大;研究了位线电容负载对存储单元门管体电位的依赖.最后,给出了研究结果.