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.

An Efficient MMI SOI Splitter with Multimode Input/Output Waveguides

A 1×8 multimode interference power splitter with multimode input/output waveguides in SOI material is designed by the beam propagation method and fabricated by the inductive coupled plasma etching technology for use in fiber optics communication systems.The fabricated device exhibits low loss and good coupling uniformity.The excess loss is lower than 0.8dB,and the uniformity is 0.45dB at the wavelength of 1550nm.Moreover,the polarization dependent loss is lower than 0.7dB at 1550nm.The device size is only 2mm×10mm.

一个实用的部分耗尽SOI器件体接触仿真模型

文章描述了PD SOI器件的体接触失效过程,介绍了一种PD SOI器件一级近似体接触电阻计算方法;提出了一种实用的体接触电阻及其版图寄生参数的模型化方法.最后,应用体接触模型,设计了一个应用于0.8 μm PD SOI 128k SRAM的灵敏放大器,给出了仿真结果.

BPM-FSRM混合法分析SOI脊形波导与光纤耦合

用束传播-自由空间辐射模(BPM-FSRM)混合法计算了SOI脊形波导和光纤耦合时的透射率,提出计算反射率的积分公式.将该混合法和一般FSRM、菲涅尔公式-重叠积分法的计算结果相比较,提出只有在弱导条件下,传统的菲涅尔公式法和重叠积分法才可以同时使用.

基于SOI材料的阵列波导光栅的制作

采用ICP刻蚀的方法,在SOI材料上制作出了中心波长为1.5509μm、信道间隔为200GHz的5×5阵列波导光栅(AWG).测试中心波长与设计值相差0.28nm,测试波长间隔与设计值相差在0.02nm之内,相邻信道串扰接近10dB,信道插入损耗均匀性为0.7dB,测试结果表明该器件能够初步达到分波功能.

SOI波导弯曲损耗改善方法的研究

采用有效折射率方法EIM(Effective Index Method)和二维束传播算法(2D-BPM)对SOI(Silicon-on-insulator)波导弯曲损耗的改善方法进行了模拟分析.模拟发现,在波导连接处引入偏移量和在波导外侧刻槽等两种不同方法都能有效减小弯曲损耗,并且后者的效果更明显.同时通过实验获得了验证.对R=16mm、横向位移为70μm的弯曲波导,通过刻槽方法将插入损耗降低了5dB,基本消除了弯曲所带来的附加损耗.