Comment optimiser un modèle de photodétecteur PIN pour un procédé de fabrication photonique sur silicium

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Personnalisation des modèles pour les procédés de fonderie

L'optimisation d'un modèle de photodétecteur PIN (positif-intrinsèque-négatif) nécessite une représentation précise à la fois du comportement du semi-conducteur et des parasites induits par la configuration. Configurez une simulation en petit signal à courant alternatif (CA) incluant le photodétecteur, les composants parasites, la tension de polarisation, la résistance de charge et l'entrée optique, puis importez les données empiriques du dispositif sur la plage de fréquences correspondante.

Comparez la réponse simulée et la réponse mesurée, puis optimisez les variables responsables de l'écart. Les paramètres à prendre en compte comprennent la capacité, l'inductance et la résistance parasites, la résistance en série, la capacité de jonction, ainsi que les variables liées à la dérive et à la diffusion. Vérifiez les paramètres optimisés dans différentes conditions de polarisation, en maintenant les variables parasites fixes et en permettant aux variables appropriées du photodétecteur de varier en fonction de la polarisation.

Optimisation de la solution du modèle de photodétecteur

Réalisez le test en comparant la simulation d’un photodétecteur à petit signal CA avec les données de mesure d’un dispositif fabriqué, puis en optimisant les paramètres du modèle à l’origine des écarts. Keysight Photonic Designer fournit un kit de conception de processus (PDK) de photonique sur silicium contenant des modèles basés sur la physique pour les composants optiques et électro-optiques. Le modèle de photodétecteur PIN représente les propriétés du semi-conducteur ainsi que les parasites réels liés à la configuration, tels que les vias et les pastilles métalliques. L’optimisation permet d’ajuster les parasites, la résistance en série, la capacité de jonction et les paramètres liés à la dérive et à la diffusion dans des plages réalistes afin de faire correspondre la simulation aux données empiriques. Une vérification multi-scénarios permet ensuite d’évaluer le modèle optimisé dans différentes conditions de polarisation inverse.
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Photodétecteur PIN

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