摘要：针对全硅光电生物传感器的硅基单片集成应用需求,提出了基于多晶硅级联自发光器件的单片集成传感器,对其中作为关键部分的多晶硅光源进行了试制,采用标准0.35μm的CMOS工艺对该光源进行了流片验证,并设计了适配的全硅波导检测结构。结果表明,多晶硅光源发光特征峰为635 nm、700 nm和785 nm,该特征峰作为波导入射光源时,设计的全硅波导检测结构能够实现检测目的。

摘要：基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种25 Gbit/s的光接收机前端放大电路单片集成的放大电路。该电路实现了光接收机前端放大电路的单片集成,并采用带反馈系统的跨阻放大器、电感峰化、自动增益控制电路等设计有效提高了增益、带宽和系统稳定性。经仿真与测试,该设计增益达到69.9 dB,带宽为19.1 GHz,并在工业级芯片工作温度(-40℃~+85℃)下带宽误差不超过0.1%。该芯片工作时需要的供电电流为45 mA,功耗为81 mW,信号抖动RMS值为5.8 ps,具有良好的性能和稳定性。本设计提供了一种能够适用于100 Gbit/s(25 Gbit/s×4线)光互连系统的设计方案,具有广泛的应用前景。

摘要：皮肤是人体最大的器官,能够感受温度、湿度、压力以及外界复杂的刺激.通过电子系统(电子皮肤)重塑人体皮肤的属性是一个研究热点,在人工智能、机器人和人机界面等方面具有广泛的应用.为了模仿人体皮肤的触感,研究者采用不同传导机制和结构设计研发出具有柔性、可拉伸、高灵敏度和高分辨率等要求的传感阵列.高密度柔性电路集成技术、无线技术和自供电技术使得电子皮肤具有便携和可移动等特点.自愈合技术使得电子皮肤对于意外的划伤产生自愈合效果以弥补器件的功能.本文综述了近期国内外用于模仿皮肤感知和生成仿生信号能力的材料、设备,以及改善电子皮肤性能所采用的先进技术.

摘要：本文采用0.18μm标准CMOS工艺设计并制备了一种MOS结构的低压栅控硅基发光器件.该光源器件内部采用n^(+)-p^(+)-p^(+)-n^(+)-p^(+)-p^(+)-n^(+)的叉指结构,在相邻两个p^(+)有源区之间覆盖多晶硅栅作为第三端控制电极,用于在源/漏区边缘形成场诱导结,降低p^(+)/n-well结的反向击穿电压,提高器件发光功率.测试结果表明,该光源器件可以发射420nm~780nm的黄色可见光,在3V的正向栅压下,p^(+)/n-well发光二极管的反向击穿电压下降到3V以下,光输出功率提高至2倍以上.本文设计的光源器件工作电压较低,并且与CMOS工艺完全兼容,可以与其他CMOS电路共用电源并且实现单片集成,在硅基光电子集成领域具有一定的应用价值.

摘要：该文基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺实现了一个用于加快CP-PLL锁定时间的数模混合复合结构,该复合结构主要包括两个独立单元——动态环路带宽单元及预置位反馈环。其中,两个单元的控制电路均采用全数字电路实现,并通过DC综合与ICC自动布局布线得到版图信息。经过同一CP-PLL参数环境下的对比分析,比较了包括传统结构的3种方案的锁定时间。在工作电源1.8 V下,优化后的锁定时间为1.12μs,较传统结构锁定时间提升了76.7%;整体相噪在稳态保持-103.1 dBc/Hz@1 MHz,较传统结构仅上升了0.3%。证明该复合结构能够有效降低上电启动以及跳频时的锁定时间。

摘要：通过0.18μm标准CMOS工艺设计并制备了一种MOS结构的硅基发光器件。该光源器件在一个n阱中设计了两个相同的PMOS,分别利用p+源/漏区与n阱形成的p+n结进行反偏雪崩击穿而发射可见光。测试结果显示,该光源器件在正偏状态下的开启电压为0.8 V,在6 V的反偏电压下发生雪崩击穿,能够发出黄色的可见光,发光频谱范围为420~780 nm。本文对比了0.5μm和2μm两个不同发光窗口宽度的测试结果,发现该光源器件在更小发光窗口具有更高的发光强度和更好的发光均匀度,该特征与发光器件的反向电流密度分布和光在金属电极间的反射有关。研究成果在片上硅基光电集成回路中具有一定的应用价值。

摘要：目前与互补金属氧化物半导体工艺兼容且具有高发光效率的硅基光源的制作技术尚不成熟,针对这一问题,研究了一种新型多晶硅发光器件。首先研究了该结构在反偏电压下可能存在的各种雪崩模式(带间跃迁、轫致辐射、空穴在轻和重质量带之间的带内跃迁、高场条件下的电离和间接带间重组),对不同雪崩模式下的发光机理进行了理论分析;然后研究了器件内部的空穴和电子在反偏电压下的漂移及扩散情况,指出载流子注入增加了参与雪崩倍增过程的载流子数量,进而使碰撞电离率提高;最后对器件的电场、光谱、电流与光强等数据进行分析,对量子效率和光电转换效率进行计算,验证了所研究结构通过载流子注入实现了碰撞电离率的提高,进而实现了发光效率的提高,其中量子效率为5.9×10^-5,光电转换效率为4.3×10^-6。

摘要：根据摩尔定律,芯片的集成度不断提高,传统的片上互连技术由于受到电互连物理特性的限制,其传输延迟、带宽密度和功耗等关键性能指标很难有质地提升,成为制约片上互连性能进一步提升的瓶颈。相比之下,光互连信号传输具有损耗低、速度快、延迟低、带宽密度高的优势。因此,光互连技术在片上系统的应用中具有潜在优势。文章采用MOS管发光器件实现硅基光互连系统单片集成。由于硅光源在光互连中扮演着重要角色,所以本文对硅基发光做了重点研究,并对过去几年硅光源研究成果进行回顾。基于前人的研究成果,我们设计了MOS管发光器件,并对该器件的电学特性和光学特性进行了仿真和分析,基于这些结果,然后对硅基片上光互连进行初步的设计,有望在未来光互连中发挥重要作用。