平面型RTD及其MOBILE的设计与研制

鉴于已报道的平面共振遂穿二极管(PRTD)存在的缺点,文中提出了一种新的平面RTD器件结构.以n GaAs代替半绝缘GaAs衬底,利用硼离子注入产生的非晶化作为RTD器件的电隔离,成功设计研制平面型RTD和由其构成的单-双稳转换逻辑单元,此种结构可适用于以输出端作为公用端的所有电路.     

SOI基高响应度TFET探测器的设计与仿真

提出一种SOI基的新型隧穿场效应晶体管(TFET)探测器结构,将光电二极管与TFET结合,实现光信号的探测放大。光电二极管的正极与TFET的栅极互连,感光后光电二极管的光生电势调控TFET的沟道势垒,控制TFET的输出电流,实现光信号到电流信号的转化。陡峭的亚阈值摆幅能有效放大输出电流,提高TFET探测器的响应度。应用SILVACO完成探测器结构和性能的模拟仿真。光电二极管的光生电势通过较薄的BOX区形成了TFET的底部栅压,增强了对沟道势垒的控制能力,增大了输出电流,结果表明,探测器对弱光具有较高的响应度,当入射光强小于10mW/cm~2时,响应度可超过10~4 A/W。此外,通过调整光电二极管的反偏电压、在源区与沟道间插入n~+口袋等方法可显著提高探测器的输出电流和响应度。     

标准CMOS工艺U型Si LED器件发光分析

描述了用于制备Si LED发光器件的Si材料的一些特性和Si发光器件的发光原理,分析了影响Si发光器件发光性能的主要因素.介绍了采用新加坡Charter公司的0.35 μm标准CMOS工艺最新设计和制备的U型Si LED发光器件,设计和制备此U型器件主要目的是尽可能大的提高侧面发光效率.在对器件进行了电学和光学特性的测量后,得到了Si LED发光及实际版图的显微图形以及器件的正反向Ⅰ-Ⅴ特性和发光光谱.器件在室温下反向偏王,50 mA电流下所得辐射亮度值为14.43 nW,发光峰值在772 nm处.     

电阻栅结构负阻异质结双极晶体管

设计并研制成功了具有电阻栅结构的n-InGaP/p-GaAs/n-GaAs负阻异质结双极晶体管.研制出的器件I-V特性优于相关文献的报导;得到了恒定电压和恒定电流两种模式的负阻特性曲线;对两种模式负阻特性产生的物理机制进行了解释;最后对此器件的应用前景进行了预测.     

MS/RF CMOS工艺兼容的光电探测器

为实现光纤通信系统中的单片光电集成，采用工业标准工艺设计了硅基光电探测器，讨论了光电探测器的机理，提出了五种新的探测器结构，并采用TSMC 0.18μm MS/RF CMOS工艺进行了流片. 利用半导体测试仪对芯片进行了测试，包括探测器的暗电流、响应度和结电容，并分析了深n阱、浅沟槽隔离等工艺步骤对探测器参数的影响. 结果表明，利用标准MS/RF CMOS工艺实现的光电探测器具有良好的特性.     

光电双基区晶体管的工作机理

通过分析光电双基区晶体管(PDUBAT)内部载流子的二维传输过程,获得它的物理模型,得出PDUBAT是个新型光控振荡器的结论,并依此模型给出了它的等效电路,利用SPICE程序得到的一系列计算结果与实验结果是一致的.结合这些计算结果,完整解释了PDUBAT产生耦合、负阻、振荡的物理过程.给出了起振电压(输出电流峰值电压)、振荡频率随光强变化的关系式,定性解释了相应的实验结果.     

单片集成光电探测器与接收机的协同设计

建立了光电探测器的行为模型.此模型描述了注入光功率与光生电流的关系,以及反偏电压对光生电流与结电容的影响.给出了在统一的SPICE设计环境中对光电子器件与电路协同设计的方法,并对光电探测器与CMOS接收机电路进行了设计.     

前均衡CMOS光电集成接收机概念的提出和模拟

提出了一种解决CMOS光电集成接收机灵敏度和速度问题的新方法--前均衡法,即在接收放大电路的前端对传输信号进行频率补偿,并分别采用并联谐振回路、三次阶梯网络和高通滤波器峰化技术设计了三种前均衡0.35μm CMOS光电集成接收机.其中,光电探测器选用面积为40μm×40μm的叉指型双光电二极管结构,实验测得该二极管的频率响应带宽为1.1GHz,结电容为0.95pF.对接收机的模拟结果表明:采用三次阶梯网络峰化技术的前均衡方案可有效提高光接收机的灵敏度和速度,并可实现灵敏度为-14dBm,3dB带宽为2GHz,BER为10-12的0.35μm CMOS光电集成接收机.     

一种与标准CMOS工艺兼容的光电集成接收机设计与实现

设计了一种与标准CMOS工艺完全兼容的高速光电探测器和宽带光电集成接收机,并采用0.6μm标准CMOS工艺流片. 测试结果表明,该光电集成接收机的性能已接近实用要求. 探测器的频率响应带宽为1.11GHz,光电集成接收机的3dB带宽为733MHz;在误码率为10-12条件下,对波长为850nm的输入光信号,灵敏度达到-9dBm.     

高速12路并行CMOS单片光电集成接收机设计与实现

设计并实现了一个高速12路并行CMOS单片光电集成接收机.其每一路都包括一个光探测器、一个跨阻放大器以及后续放大电路.双光电二极管(DPD)结构可以提高接收机速度,但同时降低了响应度.在跨阻放大器电路中采用有源电感来展宽-3dB带宽.通过无锡上华(CSMC)0.6μm CMOS工艺流片并对芯片进行了测试.测试结果显示该接收机单路传输比特率可达0.8～1.4 Gb/s,总的12路可传输15Gb/s数据.