条形叉指n阱和p衬底结的硅LED设计及分析-发光学报.PDF

第３１卷　第３期 发　光　学　报 Ｖｏｌ３１ Ｎｏ３ ２０１０年６月 ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ Ｊｕｎ．，２０１０ 文章编号：１０００７０３２（２０１０）０３０３６９０４ 条形叉指ｎ阱和ｐ衬底结的硅ＬＥＤ设计及分析 １，２ １ ２ ３ １ 杨广华 ，毛陆虹 ，黄春红 ，王　伟 ，郭维廉 （１．天津大学 电子信息工程学院，天津　３０００７２； ２．天津工业大学 信息与通信工程学院，天津　３００１６１；　３．中国科学院半导体所，北京　１０００８３） 摘要：采用０．３５ ｍ双栅标准ＣＭＯＳ工艺最新设计和制备了叉指型ＳｉＬＥＤ发光器件。器件结构采用ｎ阱 μ 和ｐ衬底结，ｎ阱为叉指结构，嵌入到ｐ衬底中而结合成Ｓｉｐｎ结ＬＥＤ。观察了ＳｉＬＥＤ发光显微图形及实际器 件的版图，并在对器件进行了正、反向ＩＶ特性测试、光功率及光谱特性的测量。ＳｉＬＥＤ的正向偏置时开启电 压为０．９Ｖ，反向偏置时在１５Ｖ左右可观察到发光。器件在室温下反向偏置时，１０Ｖ，１００ｍＡ电流下所得输 出光功率为１２．６ｎＷ，发光峰值在７５８ｎｍ处。 关　键　词：硅；发光器件；标准ＣＭＯＳ工艺 中图分类号：Ｏ４８２．３１；ＴＮ３８３．１　　　ＰＡＣＳ：７８．６０．Ｆｉ　　　ＰＡＣＣ：７８６０Ｆ　　　文献标识码：Ａ 系统芯片ＳＯＣ中有用武之地［９，１０］。 １　引　　言 采用新加坡特许半导体制造有限公司的 ０．３５ ｍ双栅标准 ＣＭＯＳ工艺，研制出了叉指形 目前，集成电路多采用电互连方式。然而，根 μ 据摩尔定律和按比例缩小定律，半导体器件的集 状的ｎ阱（ｎｗｅｌｌ）和ｐ衬底（ｐｓｕｂ）结的ＳｉＬＥＤ 成度和速度不断提高，而电互连线的传输速度并 发光器件，并测量器件的电学和光学性能。有关 不能得到相应提高，所以电互连延迟将会成为制 采用此项工艺制备的这种结构的硅发光器件还未 约系统整体性能的主要瓶颈。采用电子工程的方 有报道。 法，诸如铜互连、低 Ｋ介质互连、高温超导线互 ２　器件设计及制备 连、三维互连、多层导线、补偿导线、多级采样、放 在设计过程中，根据器件的特性设计出了如 置转发放大器的方法，可以在一定程度上解决电 ［１，２］ 互连的延迟问题 。但是，这些方法无法解决 电磁干扰、电压隔离、时钟分配不精确等问题，并 且增加了互连功耗、面积、复杂度，使互连成本增 加，不能从根本上解决电互连遇到的问题。光互 ［３，４］ 连是从根本上解决互连问题的方法之一 。 以Ｓｉ材料成本低廉的特性，和目前所具有的 发展成熟的超大规模集成电路制备技术，使得 Ｓｉ