基于硅基集成的可重构微波光子前端 被引量：4

1

作者 霍元东 于鸿晨 陈明华 《中兴通讯技术》 2018年第4期42-45,共4页

针对下一代无线通信网络需求提出了一种基于硅基集成的微波光子前端,它可以实现多波段、可重构和软件定义的微波光子信号处理。设计并实现了一种微波光子前端芯片,并初步测试了其性能,它可以实现可调谐上下变频和微波信号处理功能。

关键词 硅基集成 微波光子 射频前端

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2 μm工作波长下氮化硅槽波导特性研究

2

作者 孙媛媛 李政 +1 位作者 钟咏兵 陈丹强 《传感器技术与应用》 2023年第2期128-136,共9页

2 μm波段在光通信、光传感等领域拥有巨大前景,应用的蓬勃发展带来了与日俱增的器件需求,其中低损耗的氮化硅波导备受关注。本文利用有限元模场求解法,系统地研究了2 μm工作波长下氮化硅槽波导的模式截止条件、模式分布特性、色散特... 2 μm波段在光通信、光传感等领域拥有巨大前景,应用的蓬勃发展带来了与日俱增的器件需求,其中低损耗的氮化硅波导备受关注。本文利用有限元模场求解法,系统地研究了2 μm工作波长下氮化硅槽波导的模式截止条件、模式分布特性、色散特性和偏振特性。研究结果表明,氮化硅槽波导的氮化硅条宽度、槽宽度和波导高度均影响其模式截止条件、模式分布特性、色散特性和偏振特性。通过结构优化设计,氮化硅槽波导的最高槽中功率限制因子可达16.5%,氮化硅波导的色散特性可用于2 μm波段的色散补偿,氮化硅波导的偏振特性可用于2 μm波段的偏振分束等。本文的工作可为2 μm波段的波导器件提供一个有力候选,为氮化硅槽波导在2 μm波段的应用提供理论基础。 展开更多

关键词 硅基集成 氮化硅 槽波导 2 μm

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2 μm工作波长下高非线性氮化硅槽波导研究

3

作者 孙媛媛 李政 +1 位作者 孙宝东 肖树臣 《传感器技术与应用》 2023年第2期150-157,共8页

2 μm波段在光通信、光传感等领域拥有巨大前景,应用的蓬勃发展带来了与日俱增的器件需求,其中低损耗的氮化硅波导备受关注,但是其非线性效应较弱,限制了它在非线性领域的发展。本文利用非线性效应的全矢量模型和槽波导的有限元模场求解... 2 μm波段在光通信、光传感等领域拥有巨大前景,应用的蓬勃发展带来了与日俱增的器件需求,其中低损耗的氮化硅波导备受关注,但是其非线性效应较弱,限制了它在非线性领域的发展。本文利用非线性效应的全矢量模型和槽波导的有限元模场求解法,系统地研究了2 μm工作波长下氮化硅槽波导结构对其非线性效应和功率限制特性的影响。研究结果表明,氮化硅槽波导的氮化硅条宽度、槽宽度和波导高度均影响其非线性效应和功率限制特性。通过结构参数优化,可同时实现高非线性系数和高功率限制,分别为4.36/W/m和16.4%。本文的工作可为2 μm波段的波导器件提供一个有力候选,为氮化硅槽波导在2 μm波段的非线性应用提供了理论基础。 展开更多

关键词 硅基集成 氮化硅 槽波导 2 μm 非线性

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硅基片上集成二维光控多波束形成的研究 被引量：1

4

作者 周中昊 王凯 +4 位作者 王鹏 戴泽璟 韩守保 张业斌 段宗明 《雷达科学与技术》 北大核心 2022年第4期409-414,共6页

传统雷达系统在当今日益复杂的电磁环境中面临严重挑战,而集成微波光子学技术可突破传统雷达的技术瓶颈,具有大带宽、高分辨率、高复用度、高集成化等技术优势。本文基于集成微波光子技术,研制了一款硅基集成二维光控多波束形成系统样机... 传统雷达系统在当今日益复杂的电磁环境中面临严重挑战,而集成微波光子学技术可突破传统雷达的技术瓶颈,具有大带宽、高分辨率、高复用度、高集成化等技术优势。本文基于集成微波光子技术,研制了一款硅基集成二维光控多波束形成系统样机,提出了一种基于二氧化硅平面光波导的片上集成二维光控多波束形成系统架构,结合流片加工平台完成了关键光芯片的设计流片和封装测试,最终完成系统样机整机联调测试,并对实验结果进行理论计算处理,验证了硅基集成波束形成系统的关键性能指标。系统具有大瞬时带宽、二维同时多波束、各波束多波位独立扫描的能力,与此同时兼具硅基光子集成技术的小型化、轻量化、低成本等优势,试验结果验证了集成微波光子技术应用于雷达系统的先进性和应用潜力。 展开更多

关键词 集成微波光子 硅基集成 二维光控波束形成 多波束

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利用Al/AlAs中间层调控GaAs在Si(111)上外延生长的研究

5

作者 常梦琳 樊星 +4 位作者 张微微 姚金山 潘睿 李晨 芦红 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第11期1815-1822,共8页

为了实现Ⅲ-V器件在硅基平台上单片集成,近年来Ⅲ-V半导体在硅衬底上的异质外延得到了广泛研究。由于Ⅲ-V半导体与Si之间大的晶格失配以及晶格结构不同,在Si上生长的Ⅲ-V半导体中存在较多的失配位错及反相畴,对器件性能造成严重影响。而... 为了实现Ⅲ-V器件在硅基平台上单片集成,近年来Ⅲ-V半导体在硅衬底上的异质外延得到了广泛研究。由于Ⅲ-V半导体与Si之间大的晶格失配以及晶格结构不同,在Si上生长的Ⅲ-V半导体中存在较多的失配位错及反相畴,对器件性能造成严重影响。而Si(111)表面的双原子台阶可以避免Ⅲ-V异质外延过程中形成反相畴。本文利用分子束外延技术通过Al/AlAs作为中间层首次在Si(111)衬底上外延生长了GaAs(111)薄膜。通过一系列对比实验验证了Al/AlAs中间层的插入对GaAs薄膜质量的调控作用,并在此基础上通过低温-高温两步法优化了GaAs的生长条件。结果表明Al/AlAs插层可以为GaAs外延生长提供模板,并在一定程度上释放GaAs与Si之间的失配应力,从而使GaAs薄膜的晶体质量得到提高。以上工作为Ⅲ-V半导体在硅上的生长提供了新思路。 展开更多

关键词 分子束外延 Ⅲ-V族半导体 硅基砷化镓 异质外延 硅基集成

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新型硅基集成光隔离器的研究进展 被引量：1

6

作者 李明轩 于丽娟 刘建国 《中兴通讯技术》 2019年第5期68-74,共7页

光隔离器是保障光通信系统稳定运行的重要核心器件。目前,光通信器件在单个芯片上的集成是必然趋势,但光隔离器的集成仍然存在损耗高、隔离度差、集成工艺困难等诸多问题,复杂有源光通信器件片上集成的发展也因此受到了阻碍。概述了实... 光隔离器是保障光通信系统稳定运行的重要核心器件。目前,光通信器件在单个芯片上的集成是必然趋势,但光隔离器的集成仍然存在损耗高、隔离度差、集成工艺困难等诸多问题,复杂有源光通信器件片上集成的发展也因此受到了阻碍。概述了实现光隔离的几种有效方案,介绍了硅基集成光隔离器的最新研究进展,并对其未来的发展态势进行了展望。 展开更多

关键词 光学器件 硅基集成 非互易器件 光隔离器 波导结构

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石墨烯上远程外延Ge纳米柱

7

作者 谢景龙 袁国文 +7 位作者 廖俊杰 潘睿 樊星 张微微 袁紫媛 李晨 高力波 芦红 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第9期1769-1776,共8页

远程外延能够突破传统外延中晶格匹配、热匹配等限制,近年来得到了广泛的关注。Ⅲ-Ⅴ族和Ⅲ-氮化合物半导体已经成功在石墨烯上远程外延生长,但Ⅳ族半导体的远程外延很少被报道。本文首次借助于分子束外延技术在石墨烯上远程外延制备了... 远程外延能够突破传统外延中晶格匹配、热匹配等限制,近年来得到了广泛的关注。Ⅲ-Ⅴ族和Ⅲ-氮化合物半导体已经成功在石墨烯上远程外延生长,但Ⅳ族半导体的远程外延很少被报道。本文首次借助于分子束外延技术在石墨烯上远程外延制备了半导体Ge纳米柱,研究了其生长特性及剥离转移。结果表明:远程外延生长的Ge纳米柱为[111]c晶向,集中分布在石墨烯的褶皱以及衬底Cu-Ni原子台阶处,随着生长温度的提高,Ge纳米柱的高度和密度逐渐下降,但直径差别不大,约为55~65 nm,此外,自组织生长的Ge纳米棒显示无应变的生长状态,引入少量Sn形成GeSn纳米柱,能够显著提升Ge纳米柱的面密度。同时,生长的Ge纳米柱可实现剥离,有望实现异质集成,应用于先进光电子器件等领域。 展开更多

关键词 石墨烯 远程外延 分子束外延 锗纳米柱 硅基集成 半导体

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硅基集成微马达的研制 被引量：1

8

作者 谢会开 孙曦庆 +1 位作者 刘理天 李志坚 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第S1期342-345,共4页

本文介绍一种硅基集成微马达。该微马达转子和定子由厚度为４．２μｍ的多晶硅膜形成，转子与定子之间的空气间隙为２．０～２．５μｍ，转子的半径为４０～５０μｍ。其制作工艺非常简单，仅包括四次光刻（共三块版）、两次ＬＰＣＶＤ... 本文介绍一种硅基集成微马达。该微马达转子和定子由厚度为４．２μｍ的多晶硅膜形成，转子与定子之间的空气间隙为２．０～２．５μｍ，转子的半径为４０～５０μｍ。其制作工艺非常简单，仅包括四次光刻（共三块版）、两次ＬＰＣＶＤ多晶硅膜淀积和两次ＬＴＯＳｉＯ２膜淀积。初步测量结果表明，微晃动马达的最低驱动电压为４９Ｖ，最高转速估计可达６００ｒｐｍ。 展开更多

关键词 微马达 硅基集成 多晶硅 转子间隙 晃动马达 制作工艺 转速估计 清华大学 电气性能 法兰

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一种新的半导体材料和器件结构:COS

9

作者 阎志军 王迅 《物理》 CAS 北大核心 2002年第11期702-707,共6页

国际半导体技术发展进程表预期器件的特征尺寸不久将减小到 0 1μm以下 ,SiO2 作为MOS器件栅介质遇到不可克服的困难 .人们在寻找新的栅介质材料时 ,提出了一种新的结构 ,称为半导体上的晶态氧化物 (COS) .最近 ,COS被用作Si衬底上生长... 国际半导体技术发展进程表预期器件的特征尺寸不久将减小到 0 1μm以下 ,SiO2 作为MOS器件栅介质遇到不可克服的困难 .人们在寻找新的栅介质材料时 ,提出了一种新的结构 ,称为半导体上的晶态氧化物 (COS) .最近 ,COS被用作Si衬底上生长GaAs的过渡层 ,成为半导体材料和器件发展中一项新的突破 . 展开更多

关键词 半导体材料 器件结构 COS 晶态氧化物 MOS晶体管 硅基集成 半导体器件

原文传递

谐振式硅基集成光学陀螺的偏振噪声建模与分析 被引量：7

10

作者 于怀勇 张春熹 +3 位作者 冯丽爽 刘惠兰 焦志超 王俊杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期1287-1293,共7页

偏振噪声是谐振式集成光学陀螺的主要光学噪声源,其存在大大降低了系统的精度,为了定量化研究谐振式集成光学陀螺偏振噪声的产生机理,利用琼斯矩阵和光束传播法建立了谐振式硅基集成光学陀螺偏振噪声模型,该模型综合考虑了波导传输介质... 偏振噪声是谐振式集成光学陀螺的主要光学噪声源,其存在大大降低了系统的精度,为了定量化研究谐振式集成光学陀螺偏振噪声的产生机理,利用琼斯矩阵和光束传播法建立了谐振式硅基集成光学陀螺偏振噪声模型,该模型综合考虑了波导传输介质中的光偏振态交叉耦合、应力双折射等的影响,有效地逼近了实际的物理系统。基于上述模型得出了谐振腔内二氧化硅波导本征偏振态交扰与陀螺极限输出之间的表达式。对波导谐振腔内与偏振相关的3个因素:输入光偏振态、温度波动和波导保偏性能进行了仿真分析。并通过在输入端插入高偏振度起偏器的实验装置,有效验证了所建偏振理论模型受输入光偏振态波动影响的正确性。 展开更多

关键词 谐振式硅基集成光学陀螺 光学噪声 偏振噪声 双折射 偏振态交叉耦合

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基于MEMS工艺的硅基四电极电导率与温度集成传感器芯片的研制 被引量：5

11

作者 张高燕 吴少华 赵湛 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期966-969,共4页

水参数的集成测量是水资源保护和海洋科学的基础,具有重要的意义。基于MEMS技术设计了流程简单、易于制备的铂电阻式温度传感器与圆环形四电极式电导率传感器集成芯片,采用专用的温度检定箱和双运放结构的测量电路分别对集成芯片的温度... 水参数的集成测量是水资源保护和海洋科学的基础,具有重要的意义。基于MEMS技术设计了流程简单、易于制备的铂电阻式温度传感器与圆环形四电极式电导率传感器集成芯片,采用专用的温度检定箱和双运放结构的测量电路分别对集成芯片的温度部分和电导率部分进行测试,得到了较好的测量结果。良好的线性曲线有利于后续的标定与应用。这款集成芯片避免了已有此类集成芯片的复杂工艺过程,通过批量制造技术可以使传感器成本降低,一致性提高。 展开更多

关键词 硅基集成传感器芯片 水参数监测 MEMS 四电极式电导率测量

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硅基集成光波导放大器的最新研究进展 被引量：3

12

作者 陈子萍 舒浩文 王兴军 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2017年第12期1-19,共19页

在信息化进程中,随着摩尔定律越来越接近极限,将微电子和光电子结合起来,开发硅基大规模光电子集成技术已经成为技术发展的必然和业界的普遍共识.在硅基光电子集成器件中,硅基光源是重中之重.虽然硅是间接带隙半导体材料,发光效率很低,... 在信息化进程中,随着摩尔定律越来越接近极限,将微电子和光电子结合起来,开发硅基大规模光电子集成技术已经成为技术发展的必然和业界的普遍共识.在硅基光电子集成器件中,硅基光源是重中之重.虽然硅是间接带隙半导体材料,发光效率很低,但人们一直没有放弃制备硅基光源.硅基光源包括硅基光波导放大器、发光二极管、激光器等,其中硅基光波导放大器又是激光器的基础,是硅基光电子集成回路中不可或缺的器件,如果光波导放大器有足够高的净增益,在光波导放大器的两端设计合适的谐振腔就可以获得光泵的激光.本文着眼于硅基光波导放大器,介绍了目前硅基光波导放大器最主要的两个研究方向,即硅基混合集成Ⅲ- Ⅴ族半导体光波导放大器和硅基掺稀土离子光波导放大器.并分别讨论了这两个研究方向的原理、制备方法、发展过程等,列举了相关的典型研究成果,最后简单介绍了其他光放大技术,并做了相应的分析、总结和展望. 展开更多

关键词 硅基光电子学 硅基集成光波导放大器 Ⅲ- Ⅴ族半导体光放大器 掺稀土离子光波导放大器

原文传递

用于2.4GHz射频识别的硅基集成小环天线的仿真与设计 被引量：2

13

作者 王振华 张春 +1 位作者 李永明 王志华 《微波学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期24-28,共5页

以应用于2.4GHz频段的射频识别标签为背景,对硅基集成小环天线的阻抗特性和辐射特性进行了理论计算和仿真,并以仿真结果为依据,设计了一个用于2.4GHz频段射频识别标签的硅基集成天线。文中同时给出了天线设计时的一些调节和优化方法。... 以应用于2.4GHz频段的射频识别标签为背景,对硅基集成小环天线的阻抗特性和辐射特性进行了理论计算和仿真,并以仿真结果为依据,设计了一个用于2.4GHz频段射频识别标签的硅基集成天线。文中同时给出了天线设计时的一些调节和优化方法。测试结果表明,利用1.8mm×1.8mm的硅基集成天线,在等效发射功率为25dBm时,通过整流电路可以输出1.2V电压、15μA负载电流。 展开更多

关键词 硅基集成天线 射频识别 低压低功耗

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用于电源接收器和信号传感器的硅基集成电感的建模与设计优化 被引量：1

14

作者 徐志伟 张屹华 +1 位作者 闵昊 郑增钰 《复旦学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期13-17,22,共6页

对于硅基集成电感进行的电磁效应分析 ,在适当的近似下 ,可以简化为电学和磁学集总参数的运算 ,基于此建立了硅基集成电感的电学方程模型 .开发了一个电源接收器的参数提取和设计优化器AntennaOptimiz er.利用这一工具 ,可以优化得到不... 对于硅基集成电感进行的电磁效应分析 ,在适当的近似下 ,可以简化为电学和磁学集总参数的运算 ,基于此建立了硅基集成电感的电学方程模型 .开发了一个电源接收器的参数提取和设计优化器AntennaOptimiz er.利用这一工具 ,可以优化得到不同电路的片上电源接收器的设计参数 ,应用于近距离无线通讯领域 .给出了计算所得值与实际测试值之间的比较 .结果表明该模型在作为电源接收器或信号传感器的低频应用范围内能较好地反映现实 . 展开更多

关键词 硅基集成天线 RF电路 集成电感 等效电路 电源接收器 信号传感器

原文传递

硅基集成光子器件先进设计方法

15

作者 郜定山 李书轶 蔡丽峰 《半导体光电》 CAS 北大核心 2022年第2期201-206,共6页

硅基集成光子器件具有体积小、集成度高的突出优势,在光通信、数据中心光互连等领域具有广阔应用前景。然而,硅基波导耦合器件尺寸相对较大、工作带宽和工艺容差受限。硅基多模路由光子器件设计还面临挑战。文章介绍了近年来发展起来的... 硅基集成光子器件具有体积小、集成度高的突出优势,在光通信、数据中心光互连等领域具有广阔应用前景。然而,硅基波导耦合器件尺寸相对较大、工作带宽和工艺容差受限。硅基多模路由光子器件设计还面临挑战。文章介绍了近年来发展起来的两种硅基集成光子器件先进设计方法:绝热捷径法和变换光学方法,简要阐述其物理原理,并展示在硅基集成光子器件设计中的典型应用。 展开更多

关键词 硅基集成光子器件 绝热捷径法 变换光学方法

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硅基集成式微型平面纳米级定位平台控制 被引量：1

16

作者 王家畴 李昕欣 孙立宁 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2009年第B11期232-235,254,共5页

为了解决纳米级定位平台小型化、低能耗、定位精度高的问题,基于结构、驱动和检测一体化的设计理念,研制出了一种硅基片上集成式微型平面纳米级XY定位平台,在建立定位平台数学模型基础上,利用Matlab分析软件对定位平台开环和闭环控制特... 为了解决纳米级定位平台小型化、低能耗、定位精度高的问题,基于结构、驱动和检测一体化的设计理念,研制出了一种硅基片上集成式微型平面纳米级XY定位平台,在建立定位平台数学模型基础上,利用Matlab分析软件对定位平台开环和闭环控制特性进行了比较和仿真分析。在实际控制中,针对硅微机械加工的MEMS器件难以获取精确数学模型的不足,将单神经元算法和传统PID控制算法相结合,设计了具有自动识别被控过程参数并对控制参数进行实时自校正的单神经元自适应PID控制器,依靠平台自身集成的位移传感器实现了定位平台的位置闭环控制,实验结果表明:单神经元自适应PID控制器不仅具有结构简单、鲁棒性好等特点而且能够有效地弥补硅基定位平台由于微机械加工限制造成的机构方面不足,定位平台的动态和稳态性能良好,最大工作行程±10μm,稳定时间小于2.5 ms,重复定位精度优于24.9 nm. 展开更多

关键词 MEMS 硅基集成式定位平台 位移传感器 闭环控制 开环控制 神经元自适应PID控制

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太比特通讯网络的硅基集成光路

17

作者 白光 《激光与光电子学进展》 CSCD 2004年第6期6-9,共4页

综述传输速率1Tbit/s的现代全光学通信系统使用的硅基集成光路。报导了其结构和制造工艺,并讨论了在波分复用光通信系统中的应用问题。

关键词 太比特通讯网络 硅基集成光路 波分复用 光通信

原文传递

硅基异质集成技术发展趋势与进展 被引量：7

18

作者 武俊齐 赖凡 《微电子学》 CAS 北大核心 2020年第2期214-218,共5页

目前主流的异质集成技术有单片异质外延生长、外延层转移和小芯片微米级组装。硅基异质集成主要是指以硅材料为衬底集成异质材料(器件)所形成的集成电路技术。它首先在军用微电子研究中得到重视,并逐渐在民用领域扩展。硅基异质集成技... 目前主流的异质集成技术有单片异质外延生长、外延层转移和小芯片微米级组装。硅基异质集成主要是指以硅材料为衬底集成异质材料(器件)所形成的集成电路技术。它首先在军用微电子研究中得到重视,并逐渐在民用领域扩展。硅基异质集成技术正处于芯片级集成向晶体管级集成的发展初期,已有关于晶体管级和亚晶体管级集成的报道。本文重点研究了单片三维集成电路(3D SoC)、太赫兹SiGe HBT器件、超高速光互连封装级系统(SiP)、单片集成电磁微系统等硅基异质集成技术前沿,展现了硅基异质集成技术的发展趋势,及其在军用和民用通信、智能传感技术发展中所具有的重要意义。 展开更多

关键词 硅基异质集成 3D SoC 光互连SiP 太赫兹SiGe HBT器件 电磁微系统

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对硅基光电子技术发展的思考 被引量：4

19

作者 郝然 《中兴通讯技术》 2017年第5期52-55,共4页

硅基光电子技术在其自身优势、市场需求、国家战略的带动下迅速发展,面临大规模市场化的历史机遇。指出了硅基光电子在硅基多材料体系、大容量信息技术、新型耦合和封装技术等层面所面临的关键问题,包括有源器件和异质集成问题、超高集... 硅基光电子技术在其自身优势、市场需求、国家战略的带动下迅速发展,面临大规模市场化的历史机遇。指出了硅基光电子在硅基多材料体系、大容量信息技术、新型耦合和封装技术等层面所面临的关键问题,包括有源器件和异质集成问题、超高集成度硅基信息系统实现、高效耦合及封装等。认为建立科研成果和市场产品之间有效的联通桥梁,促进前沿科研和产业应用的协同合作是解决这一问题的有力手段。 展开更多

关键词 硅基光电集成 多材料系统 光电封装

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硅基材料的发光特性及机理

20

作者 李宏建 彭景翠 +3 位作者 瞿述 许雪梅 黄生祥 夏辉 《材料导报》 EI CAS CSCD 2001年第9期36-37,共2页

硅基发光材料及器件是实现光电子集成的关键,文章介绍了目前取得较大进展的包括多孔硅、掺铒硅、钠米硅等几种主要硅基材料的发光特性及发光机理。

关键词 硅基光电集成 硅基发光材料 多孔硅 掺铒硅 纳米硅 发光特性 发光机理

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