SOI変調器

使用ツール:

RSoft Photonic Device Tools, Sentaurus TCAD

はじめに

シリコンベースの光技術は、従来のマイクロエレクトロニクスよりも広い帯域幅を低消費電力で提供できる高速デバイスの有望な候補として浮上しています。SOIベースの変調器は、将来のオンチップ・フォトニック・ネットワークを実現するために不可欠な構成要素です。

課題

  • SOI変調器は複雑なデバイスであり、正確なシミュレーションを行うためには、関連する電子、プロセス、光学領域の物理現象をすべて含める必要があります。
  • 既存の商用シミュレーションツールは、一部の解析のみ利用可能で、SOI変調器設計のすべての側面を取り込んだ最適なシミュレーションを提供する単一のツールはありませんでした。

 

SOI modulator layout | Synopsys

SOI変調器レイアウト

Refractive index perturbation at -5V (with respect to 0V) | Synopsys

5Vでの屈折率変化 (0Vを基準として)

Imported net doping profile (log scale). Acceptors are shown as negative numbers, donors positive | Synopsys

インポートされたドーピング プロファイル(対数スケール)。アクセプターは負の値で、ドナーは正の値で示す。

ソリューション

  • RSoft Photonic Device Toolsを使用してデバイスの光学的な部分を計算し、TCADはデバイスの電子的、およびプロセス的な部分を計算する連携シミュレーションによるソリューションは、完全かつ厳密なSOI設計ソリューションを提供します。
  • Sentaurus TCAD SDeviceを使用して、フリーキャリア効果によるキャリア分布と対応する屈折率変化(電極印加電圧の関数として)をシミュレーションしています。
  • その後、RSoftの光学モードソルバーを使用して、モードと構造の等価屈折率を計算します(印加電圧の関数として)。
Fundamental Mode at 0V | Synopsys
Fundamental Mode at -5V (right) | Synopsys

0V(左)と-5V(右)の基本モード

結果

  • 印加電圧によるモードの等価屈折率の変化は、RSoftとTCADのインターフェースを用いて正確に計算されています。
  • 0Vから-5Vに変化した際の等価屈折率の変化量は、1.71e-4です。

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