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硅光PDK工艺设计规则：热光效应仿真与材料选型应用

共计 30 章节
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01
硅光PDK概述
PDK定义 · 硅光PDK与传统电子PDK的区别 · PDK在硅光设计流程中的核心作用
PDK硅光
02
热光效应基础
热光效应的物理机制 · 折射率随温度变化的原理 · 热光系数（dn/dT）的定义与典型值
热光效应基础热光效应的物理机…
03
硅材料的热光特性
硅的折射率温度系数 · 硅的热导率 · 硅材料在热光器件中的优势与局限
硅材料的热光特性硅的折射率温度系…
04
二氧化硅与氮化硅材料选型
SiO2的包层特性 · SiN的波导应用 · 不同材料的热光系数对比分析
二氧化硅氮化硅材料选型
05
聚合物与掺杂材料
聚合物热光材料特性 · 掺杂硅（如Ge掺杂）对热光系数的影响 · 材料选型权衡
聚合物掺杂材料
06
热光效应仿真基础
仿真工具概述（Lumerical · COMSOL · RSoft）
热光效应仿真基础Lumerical
07
热学仿真模型建立
热传导方程 · 热源建模 · 热边界条件（恒温
热学仿真模型建立热传导方程
08
光学仿真模型建立
光波导模式求解 · 有效折射率法 · 时域有限差分法（FDTD）在热光仿真…
光学仿真模型建立光波导模式求解
09
热-光耦合仿真方法
顺序耦合与直接耦合 · 多物理场接口设置 · 数据传递与收敛性控制
光耦合仿真方法顺序耦合
10
马赫-曾德尔干涉仪（MZI）热光开关设计
MZI原理 · 热光移相器设计 · 开关速度与功耗仿真
MZI马赫
11
微环谐振器热光调谐
微环谐振原理 · 热光调谐效率 · 自由光谱范围（FSR）与调谐范围仿真
微环谐振器热光调…微环谐振原理
12
热光移相器设计规则
移相器长度与宽度优化 · 加热器材料选择（TiN · Pt
热光移相器设计规…移相器长度
13
加热器电极设计与工艺约束
电极材料兼容性 · 金属互连规则 · 电流密度限制与电迁移可靠性
加热器电极设计工艺约束
14
热隔离结构设计
悬空波导 · 沟槽隔离 · 空气桥结构
热隔离结构设计悬空波导
15
热串扰分析与抑制
相邻器件热串扰机制 · 热隔离距离优化 · 热沉设计
热串扰分析抑制
16
PDK中热光器件标准单元库
标准MZI单元 · 标准微环单元 · 标准移相器单元
PDK热光器件标准单元…
17
PDK工艺设计规则（DRC）热光专项
最小加热器宽度 · 最小间距 · 热隔离区DRC规则
PDKDRC
18
材料折射率温度系数数据库
PDK材料库中dn/dT参数 · 温度依赖性模型 · 工艺角（Process Corner…
材料折射率温度系…PDK
19
热光器件版图设计（Layout）
版图层定义 · 加热器层与波导层对准规则 · 版图验证（LVS）要点
Layout热光器件版图设计
20
热光效应仿真参数提取
从仿真结果提取相移效率 · 调谐效率 · 响应时间
热光效应仿真参数…从仿真结果提取相…
21
热光器件等效电路模型
集总参数模型 · RC热模型 · SPICE兼容模型
热光器件等效电路…集总参数模型
22
工艺偏差对热光性能的影响
厚度变化 · 刻蚀深度偏差 · 掺杂浓度波动
工艺偏差对热光性…厚度变化
23
蒙特卡洛仿真与良率分析
工艺角采样 · 蒙特卡洛方法 · 热光器件性能分布统计
蒙特卡洛仿真良率分析
24
热光器件测试与校准
测试结构设计 · 片上温度传感器 · 校准算法
热光器件测试校准
25
高速热光调制器设计
行波电极设计 · 速度与功耗权衡 · 3dB带宽仿真
高速热光调制器设…行波电极设计
26
热光开关阵列与光交换网络
N×N开关阵列架构 · 热管理 · 功耗优化
热光开关阵列光交换网络
27
热光效应在可调光衰减器（VOA）中的应用
VOA原理 · 衰减范围仿真 · 线性度优化
VOA热光效应
28
热光效应在波长可调激光器中的应用
外腔调谐 · DBR调谐 · 热光调谐效率与线宽控制
热光效应波长可调激光器
29
先进材料与新型热光效应
相变材料（如GST） · 等离子体色散效应与热光效应混合 · 未来趋势
先进材料新型热光效应
30
课程总结与PDK实战项目
综合设计一个热光MZI开关 · 从仿真到版图 · DRC验证
PDK课程总结