Come ottimizzare un modello di fotorilevatore PIN per un processo di produzione fotonica al silicio

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Personalizzazione dei modelli per i processi di fonderia

L'ottimizzazione di un modello di fotorilevatore PIN (positivo-intrinseco-negativo) richiede una rappresentazione accurata sia del comportamento del semiconduttore sia dei componenti parassiti indotti dal layout. Impostare una simulazione a piccolo segnale in corrente alternata (CA) che includa il fotorilevatore, i componenti parassiti, la tensione di polarizzazione, la resistenza di carico e l'ingresso ottico, quindi importare i dati empirici del dispositivo nell'intervallo di frequenza corrispondente.

Confrontare la risposta simulata con quella misurata e ottimizzare le variabili responsabili della discrepanza. I parametri candidati includono la capacità, l'induttanza e la resistenza parassite, la resistenza in serie, la capacità di giunzione e le variabili relative alla deriva e alla diffusione. Verificare i parametri ottimizzati in diverse condizioni di polarizzazione, mantenendo fisse le variabili parassite e consentendo alle variabili appropriate del fotorilevatore di variare in funzione della polarizzazione.

Ottimizzazione della soluzione del modello del fotorilevatore

Eseguire il test confrontando la simulazione di un fotorilevatore a piccolo segnale in corrente alternata con i dati di misura provenienti da un dispositivo realizzato e ottimizzando i parametri del modello che generano discrepanze. Keysight Photonic Designer fornisce un kit di progettazione di processi (PDK) per la fotonica su silicio contenente modelli basati sulla fisica per componenti ottici ed elettro-ottici. Il modello del fotorilevatore PIN rappresenta le proprietà dei semiconduttori nonché gli effetti parassiti pratici del layout, quali vie e pad metallici. L’ottimizzazione consente di regolare gli effetti parassiti, la resistenza in serie, la capacità di giunzione e i parametri relativi alla deriva e alla diffusione entro intervalli realistici, al fine di correlare la simulazione con i dati empirici. La verifica multi-scenario permette quindi di valutare il modello ottimizzato in diverse condizioni di polarizzazione inversa.
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Vedi lo schema a blocchi della soluzione del modello “Ottimizzazione del fotorilevatore”

Fotodetector PIN

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