面向高性能计算机超结点的关键微纳光电子器件(18)

载流子的分布，缩短空穴的扩散和漂移时间，设计和发展消逝场耦合吸收增强波导结构，研究波导探测器倏逝波导的导波特性及模场与各结构参数的关系，研究光波从波导层到吸收层的高效耦合；利用金属限制的表面等离子增强微小体积光探测器的吸收效率实现高量子效率的光电探测；研究设计波导探测器与Si上光波导的高效耦合与键合方案。

2）研究大失配材料Ge/Si外延生长动力学过程和SOI基SiGe选区氧化偏析制备绝缘体上锗微纳结构的形成机理，通过探索氧化SiGe过程中Ge偏析和二次沉积的机制，制备出高质量硅基选区锗微纳波导结构光电探测器集成材料。

3）建立纳尺度金属电极接触界面对硅基锗微纳结构内部电场调控和载流子输运模型，基于复合金属电极和探测器结构设计，调制硅基锗微纳结构光电探测器内部电场分布，获得低偏压下雪崩倍增效应。研究纳米结构中局域光场强度、分布与光电转换效率之间的关系和规律。基于金属等离激元效应设计微纳米波导结构中局域光子密度大小和分布，研究高密度光子的非线性吸收饱和机理及光电转化效率规律。

4）研究等离激元金属纳米结构的本征吸收和波导探测器光电吸收之间的相互关系。基于等离激元理论模型，研究光波能量在金属等离激元纳米结构和波导探测器光电材料之间分配，阐明金属本征吸收对光电转换效率的影响。研究金属锗化物自对准技术制备金属包覆层锗微纳波导探测器结构。研究金属与锗接触界面态产理和消除方法，降低器件的暗电流密度。

经费比例： 18%

承担单位： 厦门大学、国防科学技术大学、中国科学院半导体研究所

课题负责人： 李成

学术骨干： 孙志军、叶卫民、任雪畅、孙晖

课题 4 ： 硅基微纳结构16X16 光交换阵列与光电子集成技术的研究 预期目标：

1) 高性能硅基光交换阵列，阵列数目为4 4，8 8，16 16；光交换阵列 的交换延迟时间2～5ns，消光比>15dB；

2）在同一个硅晶圆上完成硅基微纳光电子器件的集成，实现传输和交换通