硅压阻输出微传感器的1/f噪声

从理论和实验上系统地讨论了压阻输出微传感器的噪声.选用了单晶硅、非晶硅、多晶硅和微晶硅四种材料作为压阻材料,设计了16种不同尺寸的力敏Wheastone电桥,并对器件分别进行了两种不同浓度的掺杂和两种不同条件的退火,共获得256种压阻输出的微传感器.测量所有器件的噪声,并对噪声谱进行理论分析,实验结果表明单晶硅具有最低的1/f噪声和Hooge因子(α)的值,而非晶硅略好于微晶硅和多晶硅.几何尺寸大的力敏电阻具有低的1/f噪声,但α值不受器件尺寸的影响.掺杂浓度增加10倍时,不同器件的1/f噪声降低介于35%-50%之间.相比950℃、10min退火条件,1050℃、30min的高温长时间退火的器件,其1/f噪声降低约65%.     

1/f噪声的动力学统计理论

理论分析得知:1/f噪声的功率谱S(t)是确定的,在广度上发现了1/f噪声的新天地,在深度上获得普适关系式S(f)∝|logf|/f.     

1/f噪声的统计动力学分析

从理论分析的角度,得出结论:1/f噪声拥有一定的能谱.得到了一个普适的公式,扩展了1/f噪声理论的应用范围.     

GaAlAs红外发光二极管1/f噪声研究

在宽范围偏置条件下,测量了GaAlAs红外发光二极管（IRLED）的低频噪声,发现1／f噪声幅值与偏置电流If^γ的r次方成正比,在小电流区,r≈1。在大电流区r≈2。建立了一个GaAlAs IRLED的1／f噪声模型,得到与实验一致的定性结果。基于该模型的分析表明．低电流区GaAlAs IRLED的1／f噪声源于体陷阱对非平衡载流子俘获和发射导致的扩散电流涨落,高电流区的1／f噪声源于结空间电荷区附近氧化层陷阱对该处表面势的调制而引起载流子表面复合速率的涨落。该研究结果为1／厂噪声表征GaAlAs IRLED的可靠性提供了实验基础与理论依据。     

红外探测器的1/f噪声谱测试

研究红外探测器的1／f噪声谱是为了解探测器表面处理情况,尽可能地降低1／f噪声谱的转折频率。文中对1／f噪声进行简单介绍后,叙述了1／f噪声测试原理及系统组成,最后给出了典型的HgCdTe光导／光伏型探测器的1／f噪声谱曲线,并对其进行了分析说明。     

DPSA双极器件中的1/f噪声特性研究

在现代高性能模拟集成电路设计中,噪声水平是影响电路性能的关键因素之一.研究了双多晶自对准高速互补双极NPN器件中发射板结构对器件直流和低频噪声性能的影响.实验结果表明,多晶硅发射极与单晶硅界面超薄氧化层以及发射极几何结构是影响多晶硅发射极双极器件噪声性能的主要因素.     

1／f噪声源及MOS器件中的1／f噪声

１／ｆ噪声，由于其反映了器件的质量、可靠性等参数，其研究越来越为人们所重视，本文首先较为系统地介绍了１／ｆ噪声源两种较为成熟的理论：载流子数涨落和迁移率涨落模型，最后将研究ＭＯＳ晶体管中１／ｆ噪声的现象。在ｎ管中，较为成功地用ΔＮ模型；而在ＰＭＯＳ晶体管中，Δμ模型可较为成功地解释其１／ｆ噪声特性。     

双极晶体管1/f噪声参数f_L和γ的测量提取

双极晶体管在低频段的噪声主要成分是1/f噪声,其参数f_L和γ的获取目前尚很困难。本文给出了这两个参数的测量提取方法,其基本思想是基于噪声电压谱测量和最小二乘曲线拟合获得。最后给出了测量提取的实例与结果。     

激光二极管1/f噪声峰及其产生机理的研究

对42只大功率InGaAsP/GaAs量子阱(QW)激光二极管(LD)低频1/f噪声幅值(Bv)在小注入下(10-6～10-3A)的变化规律进行了研究.实验结果表明,器件在足够小的注入电流下可观察到完整的1/f噪声峰(Bv峰).理论分析和实验结果均表明,Bv峰是LD非线性占优势的标志且其位置与并联线性泄漏程度密切相关,并联线性泄漏会导致Bv峰右移.理论分析还表明,Bv峰右侧的1/f噪声源于有源区,Bv峰左侧的1/f噪声源于有源区周边的线性并联结构,该研究为电流泄漏的噪声诊断提供了理论依据.     

新的晶圆级1/f噪声测量法

提出了一种新的可靠的晶圆级1/f噪声测量方法和架构.测试架构采用了吉时利的一系列仪器,包括4200-SCS、428和一个低通滤波器,并且采用了吉时利的自动特征分析套件(ACS)软件来控制测量仪器的操作,采集/分析测得的数据.由于所用的低通滤波器能够消除所有高于0.5 Hz的噪声,因此大大提高了1/f噪声的测量精度.利用这一测量架构能够在各种偏压条件下评测具有不同尺寸的nMOS和pMOS器件的1/f噪声特征.     

基于迁移率波动的MOSFET线性区域1／f噪声模型

统一的1/f噪声模型,例如BSIM3模型,已经在噪声预测与分析中有着广泛的应用,在多数情况下有很好的效果.然而文献[1]中基于物理机理分析的研究表明,统一的1/f噪声模型对处于线性区p-MOSFET不能进行正确的描述:当偏置电压V_gs增加时,该模型低估了噪声功率的增加.据此,本文提出了一种基于物理机理的迁移率波动(MF)1/f噪声模型,并给出了新MF模型与统一的1/f噪声模型在线性区的仿真结果.从仿真结果可以看出,新噪声模型更接近于测试的结果.     

1/f noise in HgCdTe photodiodes

1/f noise in HgCdTe photodiodes has been attributed to a variety of sources, most of which are associated with some form of excess current. At DRS, we have measured the 1/f noise in vertically integrated (VIP) and high-density vertically integrated photodiodes (HDVIP), over a wide range of compositions and temperature, for strictly well-behaved diffusion current limited operation. It is found that (1) the 1/f noise current is directly dependent on dark current density; (2) material composition and temperature are irrelevant, except in as much as they determine the magnitude of the current density; (3) in high-quality diodes, the 1/f noise is independent of background flux; and (4) surface passivation is relevant. These observations have been compared to the 1/f noise theory of Schiebel, which uses McWhorter’s fluctuation of the surface charge tunneling model to modulate diode diffusion current. Agreement is obtained with Schiebel’s theory for realistic surface trap densities in the 10¹²/cm² range, which will obviously be characteristic of the passivation used. The relevance of this work relative to high operating temperature phtodiodes is discussed.     

多晶硅导电材料的1/f噪声模型研究

在多晶硅导电材料的1/f噪声迁移率涨落、载流子数涨落机制和模型的基础上,修正了基于迁移率涨落机制的噪声模型。通过分析材料中载流子输运的实际物理过程,论证了产生1/f噪声的两种机制同时存在于多晶硅材料中,提出建立多晶硅导电材料1/f噪声双机制不同掺杂浓度统一模型的思路。     

55 nm SONOS闪存单元的1/f噪声特性研究

基于55 nm ULP CMOS工艺来制备SONOS闪存单元,并通过1/f噪声测试等方式对测试单元的器件特性进行表征。基于1/f噪声表征和转移特性,分析了编程态和擦除态下SONOS闪存单元内部缺陷水平的变化规律与机制。针对1/f噪声与亚阈值特性的缺陷水平出现矛盾的现象,引入NBTI中的双阶段模型进行阐述,进一步分析1/f噪声测试环节对SONOS器件的影响。     

DC/DC辐照损伤与VDMOS器件1/f噪声相关性研究

通过对DC/DC转换器低频噪声测试技术以及在γ辐照前后电性能与1/f噪声特性变化的对比分析,发现使用低频噪声表征DC/DC转换器的可靠性是对传统电参数表征方法的一种有效补充.对DC/DC转换器辐照损伤与其内部VDMOS器件1/f噪声相关性进行了研究,讨论了引起DC/DC转换器辐照失效的原因.