导读:本文包含了器件制作论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:硅基光电子,量子点激光,集成光电,半导体激光器
器件制作论文文献综述
张斌[1]（2019）在《硅基InAs量子点激光器器件制作及其性能测试》一文中研究指出随着微电子技术的持续发展,晶体管数目急剧增加,电互联空间急剧减小,芯片功耗和性能受到严重制约。同时随着互联网和物联网的发展,大量的数据需要通过数据中心的服务器处理,而服务器之间传统的电互联会产生大量的功耗。由此,对高速、大带宽、低功耗、低成本的互联技术提出了很大的需求。硅基光电技术可以实现高速、高集成度的光互联,同时可以用传统微电子CMOS工艺的制造,是实现片上光互连极具竞争力的解决方案。目前硅基光电子集成芯片中最大的挑战是片上光源的集成。片上光源的获得主要有键合技术和直接外延生长两种方式。键合技术较为成熟,但是由于其扩展性低的问题使得其不利于大规模集成。因此如果能采用直接生长的方式在硅基衬底上获得高质量III-V材料将会是硅基光电子集成最理想的解决方案。本论文在硅基、SOI基衬底上直接外延高质量InAs量子点发光结构的基础上,制备了不同形式的激光器器件,主要内容如下:通过微纳加工工艺制备硅基InAs量子点F-P腔电泵浦激光器。该激光器在室温下的阈值电流为190 mA,阈值电流密度为265 A/cm~2,对应谱峰的半高宽为0.1 nm,激光器的工作温度范围为-20℃~65℃。此外,研究发现封装工艺对激光器性能的发挥有很大的影响。通过微纳加工工艺制备硅基InAs量子点垂直腔面发射微腔激光器。该激光器实现低阈值功率(20μW)激射,在6 mW泵浦光下的半高宽为1.3 nm。在不同温度测试条件下,实现激光器在100℃激射,体现出器件有优异的温度稳定性。目前硅基光电子无源器件都是基于SOI衬底,因此实现SOI基光源是硅基光电技术发展中重要的一步。本文通过选用在SOI基直接生长的InAs量子点激光器结构,通过微纳加工工艺首次实现了SOI基InAs量子点微盘激光器的制备。该激光器的阈值功率为0.39 mW,对应谐振腔的品质因子(Q值)为3900。在相同条件下制备了Si基的InAs量子点微盘激光器,其阈值功率和Q值分别为0.38mW和3674。SOI和Si基InAs量子点微盘激光器的性能达到了相同结构的GaAs基InAs微盘激光器(阈值:0.33 mW和Q值:3550)几乎一样的水平。由此体现出本文的光泵浦SOI基InAs量子点激光器有优秀的性能,也反应出SOI衬底上生长的激光器结构有高晶体质量。综上,本文所采用的激光器制备方式对未来硅基光电子芯片中光源的集成有很大的应用潜力。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
张继宇[2]（2019）在《9XX nm器件电流非注入、透明无吸收窗口的设计与制作》一文中研究指出高功率激光器,尤其是大功率半导体激光器,由于其体积小、功率高、可靠性好等特点目前已成为下一代激光技术的重点发展之一。而灾难性光学镜面损伤(Catastrophic Optical Damage,COD)一直限制激光器具有更大的功率输出和更长的输出时间。激光器在较高的光功率密度工作时,由于腔面处晶格非连续导致了热吸收,而温升又导致该处能量带隙的收缩,从而加重了半导体进一步的热吸收和进一步的能量带隙收缩,形成恶性循环,最终导致腔面烧毁。本文为了提升激光器的COD阈值,探讨了载流子对腔面的影响,设计了半导体激光器的电流非注入、透明窗口,通过无杂质空位诱导量子阱混杂技术,制备了电流非注入、更宽带隙的透明窗口,讨论了半导体激光器因解理而导致的腔面驰豫,通过薄膜应力改变腔面晶格形变等学术问题。本论文研究内容如下:(1)制备了激光器电流非注入窗口,提高了940 nm大功率半导体激光器的COD阈值,在器件的输出端制备了25μm的电流非注入区,腐蚀深度200 nm,沉积200 nm Si_3N_4绝缘介质膜,对其进行测试和数据分析。(2)采用了无杂质空位诱导量子互混(Impurity Free Vacancy Diffusion,IFVD)技术制备无吸收窗口,分析了退火温度、薄膜材料、薄膜厚度等对激光器的影响,优化了工艺条件,在激光器的输出端制备了无吸收窗口,并对器件进行测试和数据分析。(3)通过薄膜应力改变输出端的带隙,优化薄膜工艺,制备出带隙更大的Si_3N_4薄膜,避免因薄膜破损导致的器件失效。将此工艺制备在激光器输出端腔面上,并对器件进行测试和数据分析。(4)分析了激光器腔面膜反射率对半导体激光器输出功率的影响。本文通过对半导体激光器腔面处的电流非注入、无吸收窗口、腔面薄膜工艺等技术的研究,有效的提高器件的COD阈值,进一步提高了激光器的可靠性和寿命。(本文来源于《长春理工大学》期刊2019-05-01）
陈开[3]（2019）在《基于悬空式光波导的硅基热光器件的设计与制作》一文中研究指出硅基光子学由于其具有低功耗、低成本、高密度集成以及CMOS工艺兼容等优势,已经成为下一代片上光网络中一种非常有前景的技术。可调谐光集成器件是硅基光子学中的一个非常重要的组成部分,凭借其灵活与可重构等特点,受到了极大的关注。此外,由于硅材料本身具有高的热导率以及高的热光系数,故而热调谐的方法被广泛地用于硅基光子集成器件中来实现有效地调谐。然而,热调谐器件的高功耗问题在很大程度上限制了其在光子集成电路中的应用。本文针对具有长波导结构的热调谐硅基光子集成器件的高功耗问题,展开了一系列的研究,具体研究内容如下:(1)利用空气隙的高热阻特点,在波导下方引入空气隙,形成悬空结构,来阻止热的垂直流动,从而达到大幅度降低热功耗的效果;但是悬空结构的引入会降低结构的稳定性与调谐的响应速度;为此,对周期性侧向支撑结构进行进一步优化,不仅提高了其稳定性,而且合理地降低了热响应时间,从而实现了高性能热调谐的效果。(2)基于以上含空气隙与周期性侧向支撑柱的波导结构,结合端面Bragg光栅的滤波特性,我们分别设计并制作了一种高性能的基于均匀光栅的宽带带阻滤波器和一种基于错位光栅的窄带带阻滤波器。测试结果表明:所制作出的滤波器性能基本达到理论预期,不仅具有极高的调谐效率,而且有较好的响应速度和结构稳定性。(3)基于传输矩阵的方法,优化设计了一种基于脊波导的3 dB波长无关定向耦合器,并与含周期性侧向支撑柱的悬空式光波导结构相结合,设计并制作了一种宽带的高性能马赫-泽德热光开关,测试结果表明:我们所制作的器件具有低开关功耗、快速响应、低插损以及结构紧凑等特点,具有应用于在光子集成电路中的潜力。(本文来源于《华中科技大学》期刊2019-05-01）
刘冲,刘涛,魏娟,江洋,梅学翠[4]（2018）在《细胞叁维动态培养微器件的设计与制作》一文中研究指出细胞培养是进行细胞研究的基础,为了在细胞体外培养时提供一种近似于体内的微环境,设计了一种可供细胞叁维动态培养的微器件。首先设计了用于输运流体的微通道网络,培养池对称布置于微通道网络中,通过一系列"多进多出"型微通道分别与进样口和出样口相连。利用Comsol软件中的层流物理场和多孔介质物理场耦合对培养池内的流场进行仿真,通过比较流场的均一性和稳定性优化微通道网络结构。然后,采用静电直写技术在培养池内集成聚己内酯(PCL)叁维支架,构建细胞叁维培养空间。最后,封合微器件,检测微器件培养池内的流体流动情况,并进行细胞实验。实验结果表明,"2×2"型微器件培养池内的流体稳定性和均一性较好;PCL叁维支架的纤维间距400μm,纤维直径80μm,孔隙率64%,细胞存活率达到90%以上。该细胞叁维动态培养微器件更好地模拟了生物体内细胞生存所需的微环境,培养池内的细胞生长良好,满足设计要求。(本文来源于《光学精密工程》期刊2018年07期）
刘鑫[5]（2018）在《光纤微结构器件制作与特性研究》一文中研究指出随着光纤传感的发展,集成化、全光纤型、小型化以及多参量的测量是目前光纤传感器的主要发展方向。本文主要通过使用准分子激光微加工技术制作具有不同功能特性的集成化光纤微结构传感器件。基于现有光纤Fabry-Perot传感器的制作、应用以及激光微加工技术,通过优化193 nm准分子激光加工系统参数,在普通单模光纤上实现了微米尺寸微孔的加工制作。根据传感使用功能需求,设计了几种不同微孔结构的光纤微结构传感器,并进行了结构优化研究。通过实验不仅研究了结构参数对传输光谱特性的影响规律,还详细分析了传感器对环境折射率和温度的响应特性。主要内容和结论如下:(1)制作了一种单孔型光纤Fabry-Perot传感器。通过对该传感器的理论分析和温度实验研究,发现该传感器在30-85℃液体环境中对温度具有良好的线性响应,获得的灵敏度为-0.160 nm/℃,拟合度为0.994。(2)制作了一种双孔型光纤Fabry-Perot传感器。通过理论分析可以将传感器的多复合腔简化为2个FP腔。实验制作了两个微孔间距不同的传感器,并研究了这两个传感器中2个FPI对温度的响应特性:当两微孔间距为1 mm时,传感器1~(st) FPI和2~(nd) FPI的温度灵敏度分别为-0.176 nm/℃和-0.156 nm/℃;当两微孔间距为2 mm时,传感器1~(st) FPI和2~(nd) FPI的温度灵敏度分别为-0.190 nm/℃和-0.188 nm/℃。(3)制作了一种单孔型光纤FPI-FBG传感器。实验研究了在100-500℃的高温范围内升温过程和降温过程中传感器FPI和FBG的波长响应特性。同时,实验制作了一个可以同时测量温度和折射率的单孔型光纤FPI-FBG传感器,FPI和FBG的温度和折射率灵敏度分别为-0.189 nm/℃、0.011 nm/℃和1210.490 nm/RIU,FBG对折射率不敏感,单孔型光纤FPI-FBG传感器的温度和折射率分辨率分别为0.1℃和1.5×10~(-5)RIU。(4)制作了一种双孔型光纤FPI-FBG传感器。根据前面分析的双孔型光纤FP传感器的原理,可以将双孔型光纤FPI-FBG传感器简化为两个光纤Fabry-Perot传感器与光纤光栅的集成,1~(st) FPI、2~(nd) FPI、FBG的温度和折射率灵敏度分别为:-0.175 nm/℃和1128.190nm/RIU、-0.165 nm/℃和1120.799 nm/RIU、0.011 nm/℃和5.044 nm/RIU。双孔型光纤FPI-FBG传感器的温度和折射率分辨率分别为0.1℃和1.0×10~(-5)RIU.利用准分子激光器制作的微孔型光纤传感器具有结构紧凑、制作简单、集成度高、灵敏度和线性度高等优点,为干涉型传感器的集成提供了一个新思路。(本文来源于《西安石油大学》期刊2018-06-08）
刘涛[6]（2018）在《细胞叁维动态培养微器件的设计与制作》一文中研究指出细胞体外培养是研究细胞生理特征的重要手段,而传统的细胞体外培养技术无法重构在体细胞生活的真实微环境,因此,构建细胞生活的近体叁维动态微环境是急需解决的问题。植物叶脉具有高效的物料运输功能,其多边形叶脉网眼结构与多条运输通道相连的特点,为细胞培养微器件微通道的设计提供了思路。细胞外基质在体内是一种分层的网状结构,对细胞起到支持、连结和保护作用,是细胞生长时重要的依附空间,这为细胞在叁维支架上的生长提供了可靠依据。本文设计和制作了一种能够实现细胞叁维动态培养的微器件,并开展了以下的研究:(1)细胞培养微器件的结构设计。基于植物叶脉网眼结构上的运输通道“多入多出”的特点,设计了一种由细胞进样层、中间连接层和叁维培养层叁层结构组成的细胞培养微器件,基于细胞外基质网架结构特征,在培养池内集成了叁维支架。其中叁维培养层是微器件的主要结构,包括培养液的入口和出口、实现培养液“多入多出”的微通道、多边形培养池以及集成在培养池内提供叁维微环境的叁维支架等主要结构。对各细胞培养微器件内流体进行有限元分析,从而选择稳定性和均一性均为优良的微器件结构。(2)细胞培养微器件的制作。研究了静电直写PCL叁维支架时,工作电压、基板移动速度、打印针头直径、打印头高度、供液速度和溶液浓度等参数对支架纤维直径的影响。对不同打印层数下叁维支架的真实高度进行测量,绘制叁维支架高度变化曲线图,为叁维支架在细胞培养微器件内的集成提供合理参数。利用软刻蚀技术、模塑法等制作细胞培养微器件的叁层PDMS微通道结构,选择合适的打印参数在细胞培养微器件的培养池内打印叁维支架。打印过程中,观察和研究了叁维支架在微器件表面成型时存在的问题,采用掩膜技术和生物芯片激光切割技术,实现了叁维支架在微器件培养池内有序可控的集成,并通过等离子键合技术完成细胞培养微器件叁层结构的封合。(3)细胞培养微器件的可行性验证。设置不同的入口供液速度,利用荧光测速法在细胞培养微器件内进行流体测速实验,并与仿真结果作对比分析。以Hela细胞为实验对象,分别在该细胞培养微器件内和培养皿中开展细胞实验,观察细胞生长的状况。结果显示,设计的细胞叁维动态培养微器件内细胞对空间利用率较大,且成活率更高(90%以上),因此,该细胞叁维动态培养微器件具有可行性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-05-03）
武智飞[7]（2018）在《基于超晶格结构的AlGaN沟道材料生长及器件制作研究》一文中研究指出近些年来,GaN基异质结材料作为超高频大功率器件的核心材料其结构设计,器件制作,工艺优化被广泛研究。一直以来提高功率密度缩小器件尺寸都是科研工作者不断追求的目标,我们使用AlGaN沟道异质结材料代替常规AlGaN/GaN异质结以期提高HEMTs器件的工作电压。在沟道材料生长时利用超晶格结构提高AlGaN沟道的外延质量并减小合金无序散射对材料迁移率的副作用,以达到提高AlGaN沟道材料HEMTs器件的饱和电流密度。本文研究基于超晶格结构的AlGaN沟道异质结材料生长及器件并得到下列成果:1.生长Al_(0.73)Ga_(0.27)N/Al_(0.22)Ga_(0.78)N和Al_(0.72)Ga_(0.28)N/Al_(0.20)Ga_(0.80)N异质结,后者具有超晶格结构的高Al组分AlGaN势垒。(002)面和(102)面摇摆曲线半高宽分别为354.1 arcsec,426.4 arcsec和318.5 arcsec,405.2 arcsec,结晶质量相近。超晶格结构使样品表面形貌改善,原子台阶更加清晰,RMS由0.361 nm减小到0.313 nm。样品2DEG迁移率由739.0 cm~2/V·s提高到1010.2 cm~2/V·s。2.生长Al_(0.72)Ga_(0.28)N/Al_(0.32)Ga_(0.68)N异质结,其中沟道层变换为AlN/GaN超晶格结构,进一步减小合金无序排列对电子气迁移率的影响。(002)面和(102)面摇摆曲线半高宽分别为487.7和479.2 arcsec。样品表面进一步得到改善,原子台阶清晰细密,RMS减小从0.313 nm到0.273 nm。样品2DEG迁移率升高到1174.6 cm~2/V·s,面密度为6.6×10~(12) cm~(-2),方块电阻值为808Ω/□。3.利用外延制备的常规Al_xGa_(1-x)N/Al_yGa_(1-y)N异质结以及超晶格结构AlGaN沟道材料异质结材料制作了HEMTs器件,具有超晶格结构的AlGaN沟道材料Al组分高达32%,制作的器件具有高击穿电压,且饱和电流密度相对常规AlGaN沟道材料制作的HEMTs器件几乎没有下降,栅漏间距Lgd=8μm时器件击穿电压达到368 V,栅电压为5 V时输出电流密度达到189.6 mA/mm,峰值跨导为86.3 mS/mm。DIBL系数比较小为5.6 mV/V。4.对器件样品的欧姆接触TLM图形进行测试分析,AlGaN沟道材料的欧姆接触电阻为1.999Ω·mm。高Al组分AlGaN势垒增加了欧姆接触制作难度,测试得到材料方块电阻与第叁章中材料表征测试基本一致。对器件样品的肖特基接触特性进行测试分析,发现传统AlGaN沟道材料制作的器件漏电更大为12.5×10~(-6) mA/mm,超晶格结构AlGaN沟道制作的器件漏电较低为8.2×10~(-6) mA/mm,超晶格结构AlGaN沟道材料结晶质量好,器件的栅漏电得到抑制。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2018-04-01）
蒲逸然[8]（2018）在《薄膜材料热分析器件的设计与制作》一文中研究指出随着电子器件的小型化与微型化,薄膜材料已经广泛应用于微机电系统(MEMS)、光学与半导体器件中。因此,薄膜的热物理特性研究是薄膜研究的重点之一。对于纳米级别的材料,传统的用于块材分析的方法并不适用,需要设计专门的纳米材料热分析器件。根据薄膜材料的二维特性及纳米量热原理,可以设计出用于薄膜热物理特性测试器件,该器件利用线性热电阻加热薄膜材料,通过测量热电阻的电信号表征薄膜材料加热过程中的热物性变化。本文的创新点在于利用多物理场仿真软件对量热器件的设计与制备进行指导,对器件的结构进行了优化,通过仿真结果选择最佳器件材料结构的同时,在实际制备过程中,能通过简单的光刻与刻蚀工艺将器件加工成型。本文利用COMSOL多物理场仿真软件对器件的性能进行了仿真,发现在仿真的温度范围内,器件热辐射导致的测试误差可以忽略。通过对不同器件悬膜厚度、悬膜材料、热电阻形状的仿真,确定了性能最佳的器件参数,同时通过器件对铜薄膜热容测试仿真及铟薄膜熔化测试仿真,验证了器件测试的准确性。对于器件制备,本文设计了器件从薄膜生长到图形化的完整制作流程,整个过程均可利用微细加工工艺实现。其中,重点关注了器件制备过程中薄膜生长工艺的优化。器件中的悬膜与热电阻层是器件最重要的两个部分,对于悬膜材料,选择仿真中效果最好的二氧化硅,通过控制等离子体增强物理气相沉积(PECVD)中各种参数,利用薄膜的沉积速率和表面粗糙度表征薄膜质量。同样的,通过调节磁控溅射的各种参数,利用薄膜的沉积速率和表面粗糙度表征热电阻薄膜质量。针对于器件高速测量的要求,本文选用了高精度高速万用表进行热电阻电压测试。利用LabVIEW软件,编写了用于控制该万用表的图形化程序。该测试系统与器件一起形成了完整的薄膜热物理特性测试平台。利用制备好的热分析器件进行FeCoAlSi薄膜的热动力学测试以及In薄膜的熔点测试,分析薄膜加热过程中的相变与熔化吸热等情况,以初步验证该器件的测试的可行性与准确性。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-03-30）
高强[9]（2018）在《嵌入式微结构光纤器件的制作》一文中研究指出微结构光纤源于20世纪70年代的"环形光纤"概念,在放大器应用、光纤激光器等领域有着重要应用。本论文研究中提出一种大芯径塑料材质外包光纤的"嵌入式"器件需求,以丰富微结构光纤的应用。利用微结构光纤巨大模场面积这一优势,结合锥区末端具有折射率分布、光场分布均匀的特点,实现器件结构低损耗传输的目的。(本文来源于《电子技术与软件工程》期刊2018年01期）
杨洪宝,昌永龙,王健波,张白雪[10]（2017）在《高亮单色硅基LED微显示器件的制作》一文中研究指出基于硅基有源驱动芯片和单色LED显示阵列芯片,利用光刻及沉膜工艺,在芯片上完成了640×480铟柱阵列的制备,之后采用回流焊、倒装焊工艺,实现了驱动芯片和显示芯片的互联。结果表明:采用倒装焊工艺可以实现硅基LED微显示器件的制作,具有可行性。(本文来源于《光电子技术》期刊2017年02期）
器件制作论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
高功率激光器,尤其是大功率半导体激光器,由于其体积小、功率高、可靠性好等特点目前已成为下一代激光技术的重点发展之一。而灾难性光学镜面损伤(Catastrophic Optical Damage,COD)一直限制激光器具有更大的功率输出和更长的输出时间。激光器在较高的光功率密度工作时,由于腔面处晶格非连续导致了热吸收,而温升又导致该处能量带隙的收缩,从而加重了半导体进一步的热吸收和进一步的能量带隙收缩,形成恶性循环,最终导致腔面烧毁。本文为了提升激光器的COD阈值,探讨了载流子对腔面的影响,设计了半导体激光器的电流非注入、透明窗口,通过无杂质空位诱导量子阱混杂技术,制备了电流非注入、更宽带隙的透明窗口,讨论了半导体激光器因解理而导致的腔面驰豫,通过薄膜应力改变腔面晶格形变等学术问题。本论文研究内容如下:(1)制备了激光器电流非注入窗口,提高了940 nm大功率半导体激光器的COD阈值,在器件的输出端制备了25μm的电流非注入区,腐蚀深度200 nm,沉积200 nm Si_3N_4绝缘介质膜,对其进行测试和数据分析。(2)采用了无杂质空位诱导量子互混(Impurity Free Vacancy Diffusion,IFVD)技术制备无吸收窗口,分析了退火温度、薄膜材料、薄膜厚度等对激光器的影响,优化了工艺条件,在激光器的输出端制备了无吸收窗口,并对器件进行测试和数据分析。(3)通过薄膜应力改变输出端的带隙,优化薄膜工艺,制备出带隙更大的Si_3N_4薄膜,避免因薄膜破损导致的器件失效。将此工艺制备在激光器输出端腔面上,并对器件进行测试和数据分析。(4)分析了激光器腔面膜反射率对半导体激光器输出功率的影响。本文通过对半导体激光器腔面处的电流非注入、无吸收窗口、腔面薄膜工艺等技术的研究,有效的提高器件的COD阈值,进一步提高了激光器的可靠性和寿命。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
器件制作论文参考文献
[1].张斌.硅基InAs量子点激光器器件制作及其性能测试[D].中国科学院大学(中国科学院物理研究所).2019
[2].张继宇.9XXnm器件电流非注入、透明无吸收窗口的设计与制作[D].长春理工大学.2019
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[6].刘涛.细胞叁维动态培养微器件的设计与制作[D].大连理工大学.2018
[7].武智飞.基于超晶格结构的AlGaN沟道材料生长及器件制作研究[D].西安电子科技大学.2018
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[9].高强.嵌入式微结构光纤器件的制作[J].电子技术与软件工程.2018
[10].杨洪宝,昌永龙,王健波,张白雪.高亮单色硅基LED微显示器件的制作[J].光电子技术.2017