Como otimizar um modelo de fotodetector PIN para um processo de fundição de fotônica de silício

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Personalizar modelos para processos de fundição

A otimização de um modelo de fotodetector do tipo positivo-intrínseco-negativo (PIN) requer uma representação precisa tanto do comportamento do semicondutor quanto dos efeitos parasíticos induzidos pelo layout. Configure uma simulação de pequeno sinal em corrente alternada (CA) com o fotodetector, os componentes parasíticos, a tensão de polarização, a resistência de carga e a entrada óptica; em seguida, importe os dados empíricos do dispositivo para a faixa de frequência correspondente.

Compare a resposta simulada com a medida e otimize as variáveis responsáveis pela discrepância. Os parâmetros candidatos incluem capacitância, indutância e resistência parasíticas, resistência em série, capacitância de junção e variáveis relacionadas à deriva e à difusão. Verifique os parâmetros otimizados sob diversas condições de polarização, mantendo as variáveis parasíticas fixas e permitindo que as variáveis apropriadas do fotodetector variem de acordo com a polarização.

Otimizar a solução do modelo do fotodetector

Realize o teste comparando uma simulação de fotodetector de pequeno sinal CA com dados de medição de um dispositivo fabricado e otimizando os parâmetros do modelo que geram discrepâncias. O Keysight Photonic Designer oferece um kit de design de processo (PDK) de fotônica de silício que contém modelos baseados em física para componentes ópticos e eletro-ópticos. O modelo do fotodetector PIN representa as propriedades do semicondutor, bem como parasitas práticos do layout, como vias e pads metálicos. A otimização permite ajustar parasitas, resistência em série, capacitância de junção e parâmetros relacionados à deriva e à difusão dentro de faixas realistas, a fim de correlacionar a simulação com os dados empíricos. A verificação em múltiplos cenários permite, então, avaliar o modelo otimizado em diferentes condições de polarização reversa.
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Veja o diagrama de blocos da solução “Otimização do modelo do fotodetector”

Fotodetector PIN

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