SiGe／Ge／SiGe pin二极管设计与模拟.docVIP

毕业设计（论文） 题 目： SiGe／Ge／SiGe pin二极管设计与模拟 学 生： 指导老师： 院 系： 信息科学与工程学院 专 业： 电子科学与技术 班 级： 学 号： 2015年6月 福建工程学院本科毕业论文作者承诺保证书 本人郑重承诺： 本篇毕业论文的内容真实、可靠。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人愿承担全部责任。 学生签名：郑焕辉 2015年 　　5月 　　22日 福建工程学院本科毕业论文指导教师承诺保证书 本人郑重承诺：我已按有关规定对本篇毕业论文的选题与内容进行了指导和审核，该同学的毕业论文中未发现弄虚作假、抄袭的现象，本人愿承担指导教师的相关责任。 指导教师签名： 2015年 　　月 　　日 摘要 1 ABSTRACT 2 1 引言 3 1.1 研究背景与意义 3 1.1.1硅基光电集成遇到的问题 3 1.1.2硅基光源研究进展情况 4 1.1.3硅基锗发光器件研究进展情况及存在的问题 5 1.2本论文的主要内容 8 2 pin发光二极管基础 8 2.1电致发光及原理 8 2.1.1 电致发光过程 9 2.1.2电致发光器件结构 10 2.2 SiGe材料的性质 12 2.2.1 SiGe材料的优势 12 2.2.2 SiGe材料的结构及其性质 12 3 TCAD半导体仿真技术简介 14 3.1 TCAD仿真软件简介 14 3.2 器件模拟的原理与模型 15 3.2.1 基本原理 15 3.2.2 基本模型 16 4 SiGe／Ge／SiGe pin二极管设计与模拟 17 4.1 SiGe／Ge／SiGe pin二极管的设计 17 4.2 SiGe／Ge／SiGe pin二极管的模拟 18 4.2.1器件结构 18 4.2.2能带特征及载流子分布 18 4.2.3 I-V特性 19 4.2.4光谱特征 22 总结 25 致谢 26 参考文献 27 附录 27 SiGe／Ge／SiGe pin二极管设计与模拟 摘要 硅基光电子技术充分地利用微电子先进成熟的工艺技术、高集成度、低廉和光子高带宽、的优点，将微电子技术与光子技术相结合，实现光电集成，信息时代的,室温下电子不能在价带与导带之间直接跃迁,故单纯发光的效率极低，从而制约了硅基光电子技术的发展。因此制备与设计高效的硅基激光器件是解决这一问题的关键。本论文主要结构安排如下：第一章?引言部分。从光电集成电路的发展状况出发，指出当前光电子技术研究的热点方向以及硅基光源的研究进展，进而概括国内外对硅基锗发光器件研究进展情况及存在的问题。第二章?介绍pin发光二极管基础，包括了电致发光过程，发光器件的结构以及本文所要研究的SiGe材料的优势和它的结构等性质。第三章?介绍半导体仿真软件TCAD的基本器件模拟的原理与模型。包括了泊松方程、载流子连续性方程、输运方程、扩散漂移输运方程以及载流子产生复合模型、SRH复合模型等。第四章?在第三章软件认识的基础上，利用半导体仿真软件TCAD进行SiGe／Ge／SiGe?pin发光二极管设计与模拟。最后对本论文进行总结 ABSTRACT Silicon Photonics technology full use of microelectronics advanced and mature technology, high integration, low cost advantages and advantages of Photonic interconnect bandwidth, low power consumption, the combination of microelectronics and Photonics realized monolithic optoelectronic integrated chip, will strongly promote the progress of the times. But Silicon has an indirect band gap material at room temperature in between the valence band and conduction band electron cannot jump directly, so pure and luminous efficiency is very low, thus restricting the de