微电子与光电子集成技术

第1章概述

1.1微电子技术简介

1.1.1双极型微电子技术简介

1.1.2MOS微电子技术简介

1.1.3Bi-CMOS微电子技术简介

1.1.4SOI微电子技术简介

1.2光电子技术简介

1.2.1光发射器件简介

1.2.2光接收器件简介

1.2.3光波导器件简介

1.2.4太阳能电池

1.2.5电子图像显示器件

1.3工艺与制备

1.3.1MBE工艺

1.3.2MOCVD工艺

1.3.3氧化

1.3.4化学气相沉积(CVD)

1.3.5刻蚀

1.3.6光学光刻

1.3.7离子注入

1.3.8金属化

1.4微电子与光电子集成技术简介

参考文献

第2章光发射器件及集成技术

2.1光发射器件理论基础

2.1.1晶体结构

2.1.2能带结构

2.1.3杂质能级

2.1.4半导体发光基础理论

2.2光发射二极管

2.2.1概述

2.2.2半导体光发射二极管的基本结构

2.2.3发光二极管性质

2.2.4硅基光发射二极管

2.3半导体激光器

2.3.1半导体激光器分类

2.3.2异质结激光器

2.3.3分布反馈激光器(DFB-LD)

2.3.4量子阱激光器

2.3.5硅基半导体激光器

2.4垂直腔面发射激光器(VCSEL)

2.4.1VCSEL的理论分析

2.4.2VCSEL的总体结构设计

2.4.3VCSEL中反射镜的设计

2.4.4VCSEL光腔的设计

2.4.5几种典型的VCSEL结构及其制作工艺

参考文献

第3章光接收器件及集成技术

3.1光电探测器理论基础

3.1.1半导体中的光吸收

3.1.2光生载流子

3.2光电探测器性能参数

3.2.1量子效率和响应度

3.2.2频率响应

3.2.3噪声和探测度

3.3基于Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的光电探测器

3.3.1PIN型光电探测器

3.3.2APD光电探测器

3.3.3MSM光电探测器

3.3.4GaN基紫外光电探测器

3.4基于硅基双极型工艺的光电探测器

3.4.1与标准双极工艺兼容的集成光电探测器

3.4.2修改双极工艺条件下的集成光电探测器

3.5基于硅基CMOS工艺的集成光电探测器

3.5.1基于标准CMOS工艺的集成光电探测器

3.5.2定制CMOS工艺下的PIN光电探测器

3.5.3BiCMOS工艺下集成光电探测器

3.6锗硅光电探测器

3.7光电探测器阵列

参考文献

第4章光波导器件及集成技术

4.1光传输的理论概述

4.1.1线光学理论

4.1.2电磁场理论基础

4.2光波导基本结构

4.3SOI光波导

4.3.1SOI光波导结构

4.3.2光波导的折射率及损耗系数

4.3.3硅光波导中损耗的分类

4.3.4硅中的光调制机制

4.4光波导器件制作技术

4.4.1SOI基片的制备

4.4.2SOI波导工艺特点简介

4.5硅基电光调制器件简介

4.5.1硅基电光调制器分类

4.5.2光相位调制器

参考文献

第5章光电子专用集成电路

5.1光电子专用集成电路设计

5.2光发射器驱动电路

5.2.1光纤通信系统中光发射器的驱动电路

5.2.2照明系统中光发射器的驱动电路

5.3光接收器前置放大电路

5.3.1跨阻前置放大器的频率响应

5.3.2跨阻前置放大器的相位和群延时

5.3.3跨阻前置放大器的噪声和灵敏度

参考文献

第6章硅基光电子集成回路

6.1硅基光电子集成回路(OEIC)概述

6.2集成硅基光发射器

6.2.1光发射机参数

6.2.2LED发射器

6.2.3LD光发射机

6.3集成硅基光波导

6.3.1场氧化结构做光波导

6.3.2金属间光波导

6.3.3磷硅酸玻璃光波导

6.4集成硅基光电接收器

6.4.1SiGe工艺单片集成光电接收器

6.4.2CMOS工艺单片集成光电接收器

6.4.3BiCMOS工艺单片集成光电接收器

参考文献

第7章甚短距离光传输模块及相关技术

7.1甚短距离光传输技术(VSR)简介

7.1.1VSR的定义和标准

7.1.2VSR在网络体系中的位置

7.1.3VSR技术的基本工作形式

7.1.4VSR技术的主要特点

7.1.5VSR技术发展历史、研究现状和发展趋势

7.2并行光传输模块及关键技术

7.2.1并行光发射模块

7.2.2并行光接收模块

7.2.3光纤传输技术

7.2.4粗波分复用(CWDM)技术

参考文献

第8章微电子与光电子混合集成技术

8.1微光电子集成智能像素概述

8.1.1智能像素中的光子集成器件及集成技术

8.1.2智能像素的应用

8.2SEED智能像素

8.2.1SEED器件

8.2.2SEED智能像素总体设计

8.2.3SEED智能像素制备工艺

8.3SEED列阵研制

8.3.1适合于倒装焊结构的量子阱外延材料

8.3.2含DBR反射结构的量子阱外延材料

8.3.3SEED列阵设计与制备

8.3.4SEED器件特性测量

8.3.5SEED器件模式调整技术

8.4智能像素电路设计与模拟

8.4.1智能像素电路特点

8.4.2智能像素接收电路

8.4.3智能像素驱动电路

8.5智能像素集成技术基础工艺

8.5.1硅V形槽制备技术

8.5.2SEED列阵光纤耦合

8.5.3倒装焊铟柱电镀制备技术

8.6微光电子集成智能像素发展前景

8.6.1智能像素性能评估

8.6.2SEED智能像素与VCSEL智能像素比较

8.6.3微光电子集成智能像素的实用化

8.7小结

参考文献

第9章微电子与光电子集成技术展望

9.1混合光电子集成技术

9.2单片光电子集成技术

9.3应用展望

附录A缩略语

　　微电子与光电子集成技术的实用化进程，必将为21世纪科学技术的发展作出重大贡献。本书共分为9章，从技术基础和实际应用的角度出发，着重对微电子与光电子集成技术相关的工艺基础、基本原理和关键集成技术进行了详细阐述，主要内容包括光发射器件、光电探测器、光波导器件、光电子专用集成电路、硅基光电子集成回路、甚短距离光传输技术以及微电子与光电子混合集成技术等。　　微电子技术与光电子技术紧密结合，相互渗透，必将推进信息技术及相关的高新技术进入新的发展阶段。本书共分为9章，从技术基础和实际应用的角度出发，着重对微电子与光电子集成技术相关的工艺基础、基本原理和关键集成技术进行了详细阐述，主要内容包括光发射器件、光电探测器、光波导器件、光电子专用集成电路、硅基光电子集成回路、甚短距离光传输技术以及微电子与光电子混合集成技术等。　　微电子与光电子集成技术的实用化进程，必将为21世纪科学技术的发展作出重大贡献。然而，微电子与光电子集成技术是信息技术发展的一个崭新方向，虽然各项关键技术的发展取得了一定的进步，但还存在诸多难题需要进一步解决和完善。　　本书主要为从事集成光电子和光通信等相关技术研究的科研人员提供参考。