收藏本站
《西安电子科技大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Ge基光互连关键技术研究

杨旻昱  
【摘要】:随着半导体工艺水平的不断进步,集成规模与电路速度也翻倍增长,因此带来了一系列电互连问题,光互连技术解决方案应运而生。通过改性技术(如应力、合金化等作用),Ge可由间接带隙半导体转变为准直接带隙或者直接带隙半导体。(准)直接带隙改性Ge半导体载流子辐射复合效率高,应用于光器件发光效率高;同时,(准)直接带隙改性Ge半导体载流子迁移率显著高于Si半导体载流子迁移率,应用于电子器件工作速度快、频率特性好。鉴于改性Ge半导体在光器件和电器件两方面的应用优势,其具备了单片同层光电集成的应用潜力,已成为领域内研究的热点和重点。本文首先以改性Ge半导体为研究对象,基于薛定谔方程,在研究建立改性Ge材料应变张量和形变势模型的基础上,采用kp微扰法,分别建立了改性Ge材料导带、价带E-k关系模型以及直接带隙Ge_(1-x)Sn_x合金kp模型,为后续带隙类型转化规律、改性Ge能带结构与调制研究提供重要理论依据。基于改性Ge应变张量模型和形变势模型,建立不同改性条件下Ge带隙类型转化模型,揭示改性致Ge半导体带隙类型转化规律;基于改性Ge材料导带、价带E-k关系模型,建立了直接带隙弛豫GeSn合金和准直接带隙改性Ge半导体的能带结构模型,为后续Ge基光互连中发光器件有源层的设计提供重要理论依据。依据同层单片光电集成器件各部分有源层能带关系要求,基于固体能带理论,研究了直接带隙弛豫GeSn合金和准直接带隙这两种改性Ge半导体在单轴应力作用下禁带宽度的变化规律,提出了改性Ge单轴应力禁带宽度调制方案,为Ge基同层单片光电集成的实现提供了重要理论参考。基于Sellmeier色散方程与Lorentz-Lorenz方程,建立了直接带隙弛豫GeSn合金和准直接带隙改性Ge半导体折射率模型。然后在此基础上,利用FDTD仿真优化了改性Ge矩形波导几何结构参数,并针对波导与发光器件结构兼容问题,对改性Ge锥形过渡波导区域进行了仿真设计,获得了有实用价值的相关结论。本文改性Ge半导体能带结构、单轴禁带宽度调制以及改性Ge波导相关研究,可为Ge基光互连中发光器件有源层的研究设计,以及Ge基单片同层光电集成的实现奠定重要的理论基础。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN36

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭英才,ZHAO X W,傅广生,王英龙;Si基光电子学的研究与展望[J];量子电子学报;2004年03期
2 马秋鸣,王康隆,罗晋生;具有直接带隙的[001]Si_m/Ge_n应变超晶格[J];半导体学报;1995年07期
3 徐至中;超晶格(Al_xGa_(1-x)As)_m/(GaAs)_m中ГX_z态的混和[J];固体电子学研究与进展;1992年03期
4 柊元宏;Ⅱ—Ⅵ族器件中的深能级[J];发光与显示;1980年04期
5 王煊;徐碧野;何乐年;;Ge组分对SiGe HBT主要电学特性的影响[J];半导体技术;2008年08期
6 王晓纯;吴晚云;;大学生GE阅读[J];教育;2013年02期
7 老骥;GE如何走上网络之路[J];电子商务;2000年02期
8 赵轶娜;海尔成不了GE[J];科技智囊;2004年05期
9 徐海宁;;GE的价值观考核能为我所用吗?[J];IT时代周刊;2003年16期
10 ;GE加固微型图像稳定器[J];测控技术;2011年11期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 张建立;黄美纯;李惠萍;朱梓忠;;直接带隙硅基超晶格Ⅵ/Si_m/Ⅵ/Si_m/Ⅵ[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
2 李惠萍;黄美纯;朱梓忠;;(AlP)_n/(AlN)_n及(AlAs)_n/(AlN)_n应变短周期超晶格的第一性原理计算[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
3 张占文;吴卫东;赵鹏骥;罗江山;许华;黄勇;;~(60)C及其掺铜薄膜的理化性质[A];中国工程物理研究院科技年报(1999)[C];1999年
4 杨鑫;郑新奇;邓婧;吕利娜;艾刚;;基于GE的数字土地模型构建与应用[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 沈宏;5家企业本月竞购GE塑料集团[N];中国化工报;2007年
2 ;吉利向全球征集“吉利GE”外观设计意见[N];消费日报;2009年
3 罗云;长虹GE联手打造世界彩电精品[N];中国电子报;2002年
4 罗云;GE与长虹联手打造世界彩电精品[N];工人日报;2002年
5 本报记者孙莹;从GE出走的“软件机械人”缔造中国研发中心[N];21世纪经济报道;2003年
6 封景;GE塑料亚太总部迁沪并购引擎已经启动[N];中国经营报;2002年
7 李宏乾;GE塑料∶在中国构建新平台[N];中国化工报;2003年
8 本报记者 倪旻;优势互初 GE能源集团新华控制整装待发[N];中国电力报;2006年
9 本报记者  向闻;GE结盟中石油[N];21世纪经济报道;2006年
10 本报记者 朱周良;GE惊爆次贷伤情 美股开盘大幅跳水[N];上海证券报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郭建新;MXene表面阴离子基团功能调控及性能预测[D];燕山大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 杨旻昱;Ge基光互连关键技术研究[D];西安电子科技大学;2017年
2 蒋道福;Ge基材料改性方法与技术研究[D];西安电子科技大学;2017年
3 刘秀宏;具有高载流子迁移率的二维半导体材料的设计与模拟[D];南京师范大学;2017年
4 李蕾;Ge~(4+)/Cr~(3+)掺杂ZnGa_2O_4的发光和光催化性能研究[D];广东工业大学;2016年
5 童路妹;第一性原理研究Ge和GaAs的弹性常数及位错性质[D];昆明理工大学;2017年
6 吴闯;GE医疗设备莆田地区营销战略分析[D];厦门大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026