基于标准CMOS工艺的扇形磁敏晶体管及其模型

提出一种基于0.6μm n阱标准CMOS工艺的扇形分裂漏磁敏晶体管,给出了器件相对灵敏度的数学模型.模型重点在于研究扇形分裂漏磁敏晶体管几何参数对相对灵敏度的影响.通过计算机数值积分计算和实验测试结果修正完善了器件的数学模型.测试结果表明:研制的器件最大相对灵敏度为3.77%/T,扇形结构有利于提高分裂漏磁敏晶体管的相对灵敏度.     

基于扇形霍尔板几何修正因子的分裂漏磁敏场效应晶体管相对灵敏度研究

采用保角变换方法推导出扇形霍尔板的几何修正因子,并根据几何修正因子得到扇形分裂漏场效应晶体管相对灵敏度的解析表达式.通过计算机模拟和实验测试结果的验证,进一步完善了扇形磁敏分裂漏场效应管相对灵敏度的数学模型.相比矩形结构磁敏场效应晶体管,扇形磁敏场效应晶体管具有更高的相对灵敏度.测试所获最大灵敏度为3.77%T-1,根据本文模型,最大相对灵敏度应为3.81%T-1.     

基于扇形霍尔板几何修正因子的分裂漏磁敏场效应晶体管相对灵敏度研究

采用保角变换方法推导出扇形霍尔板的几何修正因子,并根据几何修正因子得到扇形分裂漏场效应晶体管相对灵敏度的解析表达式.通过计算机模拟和实验测试结果的验证,进一步完善了扇形磁敏分裂漏场效应管相对灵敏度的数学模型.相比矩形结构磁敏场效应晶体管,扇形磁敏场效应晶体管具有更高的相对灵敏度.测试所获最大灵敏度为3.77%T-1,根据本文模型,最大相对灵敏度应为3.81%T-1.     

用p埋层CMOS工艺制造横向磁敏晶体管

本文介绍了一种用P埋层CMOS工艺制造的横向磁敏晶体管(LMT)。器件结构是双基极、双集电极npn晶体管。它具有抑制侧向注入效应,即将注入集中于发射区的中部,在中性基区的少数载流子受到双重偏转作用,消除了横向无功电流。在CMOS工艺的基础上加了P埋层,消除了纵向无功电流。器件对磁场有良好的线性响应。     

用于生物芯片的标准CMOS工艺光电传感器

在分析光电二极管转化效率的基础上,分别使用nwell/psub光电二极管和p /nwell光电二极管设计了有源像素单元.采用SMIC0.18μm工艺流片.测试结果显示使用nwell/psub二极管的有源像素单元对黄光的灵敏度是3.32V/lx.s,对绿光的灵敏度是2.79V/lx.s,使用p /nwell二极管的有源像素单元对黄光灵敏度是0.69V/lx.s、对绿光的灵敏度是0.52V/lx.s.     

于生物芯片的标准CMOS工艺光电传感器

在分析光电二极管转化效率的基础上,分别使用nwell/psub光电二极管和p＋/nwell光电二极管设计了有源像素单元.采用SMIC0.18μm工艺流片.测试结果显示使用nwell/psub二极管的有源像素单元对黄光的灵敏度是3.32V/lx.s,对绿光的灵敏度是2.79V/lx.s,使用p＋/nwell二极管的有源像素单元对黄光灵敏度是0.69V/lx.s、对绿光的灵敏度是0.52V/lx.s.     

基于标准CMOS工艺的pH值传感器

基于传统离子敏感器件的敏感模型,建立了与CMOS工艺兼容的以钝化层氮化硅作为敏感膜的MFGFET(multi-floating gate FET)多层浮栅晶体管结构阈值电压模型.采用上华0.6μm CMOS标准工艺,设计了一种与CMOS工艺兼容的pH值传感器.片上控制电路使MFGFET器件源漏电压和源漏电流恒定,器件工作在一个稳定的状态.采用离子敏MFGFET和参考MFGFET差分拓扑结构,减少了测量电路的固定模式噪声.器件溶液实测pH值在1～13范围内,器件的平均灵敏度为35.8mV/pH.     

一种基于标准CMOS工艺的光互连方案探讨

A standard CMOS optical interconnect is proposed, including an octagonal-annular emitter, a field oxide, metal 1-PSG/BPSG-metal 2 dual waveguide, and an ultra high-sensitivity optical receiver integrated with a fingered P＋/N-well/P-sub dual photodiode detector. The optical interconnect is implemented in a Chartered 3.3-V 0.35-μm standard analog CMOS process with two schemes for the research of the substrate noise coupling effect on the optical interconnect performance： with or without a GND-guardring around the emitter. The experiment results show that the optical interconnect can work at 100 kHz, and it is feasible to implement optical interconnects in standard CMOS processes.     

一种CMOS工艺离子敏场效应型晶体管的模型

采用CMOS工艺可以实现离子敏场效应型晶体管(ISFET),若在栅极氧化层之上保留多晶硅层,并通过引线使其与 外界的金属层相连作为悬浮的栅极,可实现悬浮栅结构ISFET.从ISFET的传感机理出发,根据表面基模型,利用HSPICE建 立了悬浮栅结构ISFET的物理模型.以该模型为研究对象,探讨了薄膜等效电阻、薄膜等效电...     

基于标准CMOS工艺的pH值传感器

基于传统离子敏感器件的敏感模型,建立了与CMOS工艺兼容的以钝化层氮化硅作为敏感膜的MFGFET(multi-floating gate FET)多层浮栅晶体管结构阈值电压模型.采用上华0.6μm CMOS标准工艺,设计了一种与CMOS工艺兼容的pH值传感器.片上控制电路使MFGFET器件源漏电压和源漏电流恒定,器件工作在一个稳定的状态.采用离子敏MFGFET和参考MFGFET差分拓扑结构,减少了测量电路的固定模式噪声.器件溶液实测pH值在1～13范围内,器件的平均灵敏度为35.8mV/pH.     

扇形分裂漏CMOS磁敏传感器集成电路

介绍了扇形分裂漏磁敏传感器集成电路的设计,并由0．6μm CMOS工艺实现。该集成电路以扇形分裂漏磁敏MOS管作为磁敏传感单元,并包含两次工作模式的开关阵列预处理电路、相关二次取样电路(CDS)和数字控制电路。该传感器集成电路实现了测量磁场的功能,并实现了在屏蔽磁场的工作模式下对噪声信号进行校正的功能,有效地消除了磁敏传感器及其信号处理电路的噪声影响。在工作频率为10 kHz时,磁敏传感器的灵敏度为2．62 V/T。     

纳米硅/单晶硅异质结MAGFET制作及特性

A MAGFET using an nc-Si/c-Si heterojunction as source and drain was fabricated by CMOS technology, using two ohm-contact electrodes as Hall outputs on double sides of the channel situated 0.7L from the source. The experimental results show that when VDS = -7.0 V, the magnetic sensitivity of the single nc-Si/c-Si heterojunction magnetic metal oxide semiconductor field effect transistor （MAGFET） with an L ： W ratio of 2 ： 1 is 21.26 mV/T, and that with an L ： W ratio of 4 ： 1 is 13.88 mV/T. When the outputs of double nc-Si/c-Si heterojunction MAGFETs with an L ： W ratio of 4 ： 1 are in series, their magnetic sensitivity is 22.74 mV/T, which is an improvement of about 64% compared with that of a single nc-Si/c-Si heterojunction MAGFET.     

Fabrication and characteristics of the nc-Si/c-Si heterojunction MAGFET

A MAGFET using an nc-Si/c-Si heterojunction as source and drain was fabricated by CMOS technology, using two ohm-contact electrodes as Hall outputs on double sides of the channel situated 0.7L from the source. The experimental results show that when V_(DS) = -7.0 V, the magnetic sensitivity of the single nc-Si/c-Si heterojunction magnetic metal oxide semiconductor field effect transistor (MAGFET) with an L : W ratio of 2 : 1 is 21.26 mV/T,and that with an L : W ratio of 4 : 1 is 13.88 mV/T. When the outputs of double nc-Si/c-Si heterojunction MAGFETs with an L : W ratio of 4 : 1 are in series, their magnetic sensitivity is 22.74 mV/T, which is an improvement of about 64% compared with that of a single nc-Si/c-Si heterojunction MAGFET.     

基于标准CMOS工艺的有源像素单元结构的研究

基于标准N阱互补金属氧化物半导体集成电路(CM O S)工艺,设计了P /N-w e ll/P-sub光电管结构和传统的N /P-sub光电管结构的有源像素单元。像素单元面积为100μm×100μm,感光面积百分比分别为77.6%和89%,采用了上华0.6μm两层金属两层多晶硅CM O S工艺研制。测试分析结果表明P /N-w e ll/P-sub结构在暗电流大小,光照响应信号大小,感光灵敏度和感光动态范围上均优于传统的N /P-sub结构。通过改变复位信号频率,将P /N-w e ll/P-sub结构像素的感光动态范围提高到139.8 dB,改善了有源像素的感光性能。     

基于标准CMOS工艺的光敏传感单元结构的研究

基于0.6μm标准N阱CM O S工艺,研究了光敏管的结深及其侧墙结构对有源感光单元的感光面积百分比、光电响应信号幅值、感光灵敏度以及感光动态范围等参数的影响。研究了包括传统N+/P衬底的光敏管结构,以及网格状N+/P衬底,N阱/P衬底,网格状N阱/P衬底,P+/N阱/P衬底的光敏管结构。测试结果表明,不同深结深的光敏管结构,可以将器件感光灵敏度提高8~16.5 dB;网格状光敏管结构可以增加光敏管的侧墙面积,改善器件感光灵敏度;非网格状光敏管结构具有较低的暗电流和较大的感光动态范围,其中P+/N阱/P衬底光敏管结构的传感单元在变频两次扫描的工作方式下的感光动态范围可达139.8 dB。     

基于CMOS开关电容技术的CAS解调电路设计

基于双二阶CMOS开关电容滤波器和隔离串联技术,应用抗混叠滤波技术和平滑滤波技术,采用UMC 0.5μm CMOS工艺实现了CAS解调电路的设计,并保证了解调的灵敏度。仿真和设计结果表明,该解调电路具有良好的稳定性和灵敏度,能应用于各种通信模拟解调集成电路设计。     

基于纳米多晶硅薄膜晶体管分裂漏MAGFET制作和特性

A split-drain magnetic field-effect transistor （MAGFET） based on a nano-polysilicon thin film transistor （TFT） is proposed, which contains one source, two drains and one gate. The sensor chips were fabricated on （100） high resistivity silicon substrate by CMOS technology. When drain-source voltage equals 5.0 V and length and width ratio of the TFT channel is 80 μm/160 μm, the current and voltage magnetic sensitivities of the split-drain MAGFET based on the TFT are 0.018 mA/T and 55 mV/T, respectively. Through adopting nano-polysilicon thin films and nano-polysilicon thin films/high resistivity silicon heterojunction interfaces as the magnetic sensing layers, it is possible to realize detection of the external magnetic field. The test results show that magnetic sensitivity of the split-drain MAGFET can be improved significantly.