硅基光电子材料与器件

课程编码：1800920805Z2P3007H 英文名称：Si-based Optoelectronic Materials and Devices 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业课 主讲教师：成步文等

让学生掌握硅基光电子材料和器件的相关基础知识和发展动态，并希望通过本课程的学习，为学生回研究所后快速融入研究小组的工作打下基础。

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第一章 绪论 2学时 成步文
第1节 硅器时代的到来和IC发展过程
第2节 IC发展遇到的困难
第3节 硅基光电子的提出
第4节 硅基光电子的关键材料和器件
第二章 硅基光电子学衬底材料的制备 4学时 成步文
第1节 硅材料的基本性质
第2节 硅衬底材料的制备
第3节 SOI材料的制备
第三章 锗硅材料的外延生长 14学时 成步文
第1节 锗硅的基本性质
第2节 真空系统简介
第3节 半导体薄膜材料的外延生长方法和设备介绍
第4节 硅衬底的清洗和脱氧
第5节 锗硅合金材料的外延生长
第6节 锗硅合金材料的测试分析
第四章 硅基锗材料的外延生长 6学时 成步文
第1节 锗材料的基本性质
第2节 硅基锗材料生长机制
第3节 硅基锗材料应变生长及性质调控
第4节 硅基锗量子点多阱等
第五章 硅基锗锡合金材料的外延生长 4学时 成步文
第1节 硅基锗锡材料基本性质
第2节 硅基锗锡材料生长控制
第3节 低位错硅基锗锡材料外延生长新方法
第六章 硅基化合物半导体材料的外延生长 4学时 成步文
第1节 硅基化合物材料性质及研究进展
第2节 硅基化合物生长
第七章 硅基发光器件
第1节 硅基发光器件概述 0.5学时 成步文
第2节 硅基发光器件制备及表征技术 1.5学时 成步文
第3节 硅基锗发光器件 2学时 成步文
第4节 硅基锗锡发光器件 1学时 成步文
第5节 硅基化合物及其他发光器件 1学时 成步文
第6节 半导体激光器基本原理 2学时 薛春来
第7节 硅基激光器的发展、存在问题及解决方案 2学时 薛春来
第八章 硅基电光调制器 4学时 薛春来
第1节 半导体光调制
第2节 硅基光调制的设计与实现
第九章 硅无源光子器件 4学时 薛春来
第1节 无源器件基本原理
第2节 硅基无源器件设计与实现
第十章 硅基光电探测器 4学时 薛春来
第1节 光电探测器原理
第2节 硅基光探测器的设计与实现
第十一章 硅基光电子基本工艺 2学时 薛春来
第1节 硅基光电子器件版图设计及工艺实现
第十二章 硅基光电子材料和器件发展趋势 2学时 薛春来
第1节 硅基光电子发展趋势

成步文 中国科学院半导体研究所研究员，中国科学院大学岗位教授，博士生导师，集成光电子学国家重点实验室学术委员会副主任，中国光学工程学会微纳光电子集成技术专家委员会副主任，他20多年来一直致力于硅基光电子材料和器件的研究，在硅基SiGe、Ge、GeSn、GePb等Ⅳ族材料外延生长、器件和芯片研制等方面做出了系统性研究成果。发表学术论文280余篇，获得国家发明专利32项。 薛春来 中国科学院半导体研究所副所长，研究员，博士生导师。2002年于吉林大学电子科学与工程学院获学士学位，2007年在中国科学院半导体所获博士学位。2015年至今为中国科学院大学岗位教授，2021 年获得国家杰出青年科学基金。长期致力于硅基异质材料外延及光子学器件的研究。Si基Ge、GeSn等异质材料与器件、Si基探测与发光以及Si基光子学集成技术的研究方面取得了一系列创新性的重要成果。作为项目负责人主持国家重点研发计划项目、科学院稳定支持基础研究领域青年团队项目等。在Light: Science and Applications, Science Bulletin，Small, Applied Physics Letters等国内外刊物发表 SCI、EI 收录文章150余篇，授权专利多项。主要研究方向为硅基光电子学及新型光子器件。2012年入选中国科学院青年创新促进会，并担任第四、五届理事；2015年获得中国科学院“卢嘉锡青年人才奖”。