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.     

一种LC-VCO 1/f3相位噪声优化方法

建立了差分互补型电感电容压控振荡器(LC-VCO)的等效分析模型.采用有效截止频率厂T.e.来表征MOS管的充放电能力,结合振荡器起振后共模输出电压下降的现象,提出了优化1/f3相位噪声的方法.采用该方法并结合跨导效率gm/ID设计方法,实现了LC-VCO 1/f3相位噪声的优化,并在0.18 μm CMOS工艺上获得验证.结果表明,该优化方法可以使频偏在1 kHz以内的相位噪声改善2～3 dB,可用于开环LC-VCO作为本振的低功耗无线收发机及高性能晶体振荡器的电路设计中.     

一种新的噪声系数测量方法

测量含有自动增益控制(AGC)电路的射频模块噪声系数时,使用Y因子法将改变模块的功率增益,进而无法测定.本文提出了一种新的噪声系数测量方法.该方法在信噪比较小的条件下用误码率推算前端的载噪比,避免了用仪器标定载噪比受信道滤波器通带平坦性影响较大的问题;测量过程中,AGC输入端信号和噪声的总功率几乎不变,能够保证AGC功率增益不变,从而可准确测量含有AGC电路的射频模块噪声系数.通过理论推导和数值模拟分析了随机误差、系统误差、实验温度以及测量次数对噪声系数估计的影响,验证了方法的有效性.本文成果已用于我国"北斗一号"卫星导航定位用户机的射频模块测量.     

1/f噪声的数学模型

正如在很多其他场合一样不,/f噪声在精密电磁测量中超着重要的作用。尽管它普遍地出现,但是对这一现象目前还不十分明瞭。假定噪声是由某一参量的起伏而产生,该参量是属于-扩散方程。由此建立起一个模型,它能就有限尺寸的样品在宽广的频率区间内产生一个1/f谱。     

1/f分形噪声的一种多尺度Kalman滤波方法

针对淹没在1／f分形噪声中的有用信号恢复问题,提出了一种基于小波变换与Kalman滤波的多尺度滤波算法。首先将带有1／f分形噪声的信号分解成多尺度的子带信号,通过小波变换对1／f分形噪声的白化作用,消除了1／f分形噪声的自相似性和长程相关性。然后在小波域内,利用Kalman滤波实现了噪声和有用信号的分离,估计出了各子带中的有用信号。最后进行小波重构,较好地恢复出淹没在1／f分形噪声中的有用信号。仿真实验表明,使用多尺度Kalman滤波器能有效地抑制分形噪声,显著地提高了信噪比。     

一种新的伴随调相测量方法

 在测量调幅的伴随调相特性时,从时域和频域来看,AM和PM的"相伴共生",导致测量困难,传统的频谱分析方法计算和操作复杂度都较高、且只适用于伴随调相较小的情况.为此可以使用新的方法:在特定频率关系下,利用数字矢量解调抽样,在IQ平面将AM和PM转换到幅度误差和相位误差两个独立参量,在设定规则的测量条件下,矢量相位误差和伴随调相之间存在明确数学关系.实验验证中设置不同条件参数组合,共计120种情况,测量结果证实该方法是准确的.     

一种新的三维面形测量方法

当一正弦光栅被投影到物体表面时，光栅条纹发生变形，物体表面的高度信息就转变为变形光栅图的相位分布。本文提出了一种新的、简单的、但又非常有效的方法进行了相位解调，并转化为物面高度信息。     

一种新的电网频率测量方法

该文研究了一种新的电网频率测量方法,分析了含有谐波和直流成分的电网信号的自相关运算结果,并对电网信号的多重相关函数进行二次求导,结合等比定理和解析运算解决了分母过零问题并得到电网信号的基波频率测量的解析表达式,分析了可能影响测试结果的因数,仿真实验表明了该文方法的有效性。     

一种新的滚转角测量方法

利用1/4波片作为滚转角敏感器件,提出了一种新的测量滚转角的方法。通过检测两光束的光强差的变化得到了滚转角的大小和转动方向。根据所设计的光学结构,建立了传感器测量的数学模型。介绍了该方法的工作原理及实验装置。理论分析和实验结果表明了系统的有效性和实用性。实验表明:该方法具有测量范围大、测量精度的优点,测量范围为±60′,分辨率优于0.05′。     

一种新的CO2探空测量方法

介绍了一种新的CO2探空测量方法。其原理是利用比尔-歩格-朗伯定律,使用非分光红外法,通过选择合适的红外光源和红外探测器,设计了合理的电路,在定标的基础上将测量的光强转换成CO2浓度,制作出可用于探空测量的实验装置。通过与EC9820型CO2分析仪的地面对比实验,结果表明,连续24h测量的误差范围在-10×10-6～10×10-6,平均误差为3.76×10-6,验证了设计的可行性,基本满足了大气CO2探空的精度需求,为进一步研制CO2探空仪提供了参考。     

I/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△N模型;而在PMOS晶体管中,△μ模型可较为成功地解释其1／f噪声特性。     

一种用于砷化镓晶圆级堆叠的工艺技术

随着电子系统对多功能、小型化要求的不断提高,将数字控制电路、移相器、低噪声放大器等砷化镓微波集成电路（MMICs）进行3D集成是解决问题的方向。为此,设计具有数百个互连点的孔链测试结构模拟上下两层电路互连,采用砷化镓穿孔技术将正面互连压点转移到背面,研究适用砷化镓薄片的晶圆级键合技术,开发出两片式砷化镓面对背的晶圆级堆叠工艺技术,堆叠成品率达到90%以上。利用这项工艺,将砷化镓数字电路堆叠到低噪声放大器芯片上,形成了Ka波段幅相多功能电路,测试在32～38 GHz频段内,接收端增益大于21.5 dB,噪声小于4 dB,移相精度小于4°;发射端增益大于23 dB,输出功率大于25 dBm（输入功率10 dBm）,移相精度小于4°。     

一种CMOS驱动器的晶圆级芯片尺寸封装

采用晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)工艺完成了一款小型化CMOS驱动器芯片的封装.此WLCSP驱动器由两层聚酰亚胺(PI)层、重分配布线层、下金属层和金属凸点等部分构成.完成了WLCSP驱动器的设计,加工和电性能测试,并且对其进行了温度冲击、振动和剪切力测试等可靠性试验.结果表明,经过晶圆级封装的CMOS驱动器体积为1.8mm×1.2mm×0.35 mm,脉冲上升沿为2.3 ns,下降沿为2.5ns,开关时间为10.6 ns.将WLCSP的驱动器安装至厚度为l mm的FR4基板上,对其进行温度冲击试验及振动试验后,凸点正常无裂痕.无下填充胶时剪切力为20 N,存在下填充胶时,剪切力为200 N.     

一种MEMS陀螺晶圆级真空封装工艺

为了提高MEMS陀螺的品质因数(Q值),提出了一种晶圆级真空封装工艺。先在陀螺盖帽晶圆上刻蚀出浅腔,然后在浅腔结构上制备钨(W)金属引线,再通过PECVD工艺淀积介质层,在介质层上制备钛/金(Ti/Au)键合环,最后将盖帽晶圆与制备好的结构晶圆完成金硅共晶键合,并利用吸气剂实现晶圆的长久真空封装。经测试,采用本方案的封装的气密性与金属层厚度紧密相关,调整合适的金属层厚度后可使真空泄漏速率小于2.0×10-12 Pa·m~3·s-1。此外,设计了一种特殊的浅腔阵列结构,该结构将金硅键合强度从小于20 MPa提升至大于26 MPa,同时可防止键合时液相合金向外溢流。对陀螺芯片的性能测试表明,该真空封装工艺简单有效,封装气密性良好,Q值高达168 540,满足设计指标要求。     

超级CSP—一种晶圆片级封装

研究了圆片级芯片尺寸封装。使用再分布技术的圆片级封装制作了倒装芯片面阵列。如果用下填充技术，在再分布层里和焊结处的热疲劳应力可以减小，使倒装芯片组装获得大的可靠性。     

超级CSP—一种晶圆片级封装

在本文里,研究了圆片级芯片尺寸封装,使用再分布技术的圆片级封装制作了倒装芯片面阵列。如果用下填充技术,在再分布层里和焊结处的热疲劳应力可以减小,使倒装芯片组装获得大的可靠性。     

美国开发一种新的砷化镓晶圆蚀刻法

正美国伊利诺大学(University of Illinois)实验室开发出一种以金属为蚀刻催化剂的砷化镓晶圆蚀刻法,这种蚀刻方法,其制造速度较传统的湿式蚀刻制程来得快、而成本又较干式蚀刻来得低,一旦该制程获得推广,可望有效推进用以生产太阳能砷化镓产品的商业应用技术。     

一种晶圆级封装的MEMS数控衰减器

设计实现了一种晶圆级封装的三位MEMS数控衰减器,工作频段DC～15 GHz,衰减范围0～35 dB,步进5 dB。衰减器采用MEMS工艺实现,信号传输采用共面波导（CPW）结构,6个直接接触式悬臂梁MEMS开关对称放置实现不同衰减量的切换,每个开关带有三个触点,电阻网络采用T型结构,整个衰减器实现晶圆级封装。测试结果显示,DC～15 GHz频段内实现了8个衰减态,衰减器插入损耗小于1.7 dB,回波损耗小于-15 dB,衰减平坦度小于±5%,功耗几乎为零。芯片尺寸为2.7 mm×2.7 mm×0.8 mm。     

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.     

一种新的航天器姿态快速测量方法

针对航天器组件装调及实验阶段,姿态准直测量过程需要频繁建站的问题,提出了一种航天器组件姿态快速测量方法。该方法采用调整装置,将卫星本体坐标系XOY面调整到与大地水平,根据整星立方镜和组件立方镜的标定数据,快速反算出用于组件准直测量的经纬仪的理论指向,指导产品组件姿态的快速调整。经实验验证,该快速调整方法精度满足设计要求,测量效率大幅提升。