摘要：为了满足片上系统对模数转换器的低功耗和高性能的要求,设计并实现了一种1.2V7位125MS/s双采样流水线模数转换器.该模数转换器采用了一种新的运算放大器共享技术以及相应的时序关系,从而消除了采样时序失配问题,并减小了整个模数转换器的功耗和面积.该模数转换器采用0.13μm CMOS工艺实现,测试结果表明,该模数转换器的最大信噪失真比为43.38dB,有效位数为6.8位.在电源电压为1.2V、采样速率为125MS/s时,该模数转换器的功耗仅为10.8mW.

摘要：能带工程通过改变材料的能带结构可以显著提升其电学和光学性质,已广泛应用于半导体材料的改性研究.双轴张应力和Sn组分共同作用下的Ge_(1-x)Sn_x合金,不仅可以解决直接带隙转变所需高Sn组分带来的工艺难题,而且载流子迁移率会显著提升,在单片光电集成领域有很好的应用前景.根据形变势理论,分析了(001)面双轴张应变Ge_(1-x)Sn_x的带隙转变条件,并给出了在带隙转变临界点Sn组分和双轴张应力的关系;采用8κ·p方法,得到了临界带隙双轴张应变Ge_(1-x)Sn_x在布里渊区中心点附近的能带结构,进而计算得到电子与空穴有效质量;基于载流子散射模型,计算了电子与空穴迁移率.计算结果表明:较低Sn组分和双轴张应力的组合即可得到直接带隙Ge_(1-x)Sn_x合金,且直接带隙宽度随着应力的增大而减小;临界带隙双轴张应变Ge_(1-x)Sn_x具有极高的电子迁移率,空穴迁移率在较小应力作用下即可显著提升.考虑工艺实现难度和材料性能两个方面,可以选择4%Sn组分与1.2 GPa双轴张应力或3%Sn组分与1.5 GPa双轴张应力的组合用于高速器件和光电器件的设计.

摘要：应用胡克定律,建立了单、双轴张应力作用下应变锗在任意面内沿、和方向的应变张量模型.根据线性形变势能理论,计算了单轴应力沿、和方向作用下以及双轴应力在不同晶面内的应变锗导带各个能谷的谷底能级的变化情况.计算结果显示,在方向的单轴应力作用下,Δ能谷带边能级分裂,且在压应力为1.8GPa时,Δ能谷的谷底能级变为最低能级.在方向的单轴应力作用下,Δ能谷和L能谷带边能级分裂.在方向的单轴应力作用下,L能谷带边能级分裂.并且随着应力的增加,所有能谷最低能级下降.而在双轴张应力作用下,当面内应变张量达到1.8%时,(001)面应变锗的Γ能谷最低,能级比Δ能谷最低能级还要低.这表明,应变锗由间接带隙半导体变为直接带隙半导体.所得到的结果可为应变锗半导体器件和光电器件的设计提供参考.

摘要：针对当数字电路的时序难以满足优化目标时要进行设计迭代的问题, 通过改进产生线性序列的拓扑排序算法, 提出了并行全入度拓扑排序和数字电路并行全入度拓扑排序优化算法. 该算法通过对电路的有向图并行全入度拓扑排序, 得到电路中插入寄存器可选位置的详细信息; 然后结合得到的信息和优化目标, 直接选择流水线插入位置优化电路, 无需设计迭代. 实验结果表明, 插入同样级数流水线时, 使用文中算法优化的电路面积比重定时优化的减少20%-40%; 与经典有效重定时判定算法FEAS 相比, 该算法拥有更低的时间复杂度.

摘要：设计并制备了石墨烯/硅异质结光电导型光电探测器,重点分析了光电响应与噪声性能。相比纯硅光电导探测器,石墨烯/硅异质结光电导探测器对635 nm波长激光的净光电流从20μA提升至260μA,与此同时,其1 Hz噪声幅值从3.2×10^(-17) A^(2)/Hz增加至2.1×10^(-16) A^(2)/Hz。进一步比较两种探测器的相对信噪比(净光电流/1 Hz噪声幅值),发现石墨烯/硅异质结探测器的相对信噪比(1.2×10^(18))优于纯硅探测器的(6.3×10^(17))。此外,探究了石墨烯条带尺寸对于光电响应及噪声的影响,发现随着石墨烯条带长度的增加,探测器的光电响应与噪声呈下降趋势;随着石墨烯条带宽度的增加,探测器的光电响应与噪声呈上升趋势。进一步比较了不同石墨烯条带长宽比探测器的净光电流与相对信噪比,发现净光电流随着长宽比的增大而减小,而相对信噪比随着长宽比的增大而增加。此外,通过沉积Al_(2)O_(3)对探测器的噪声进行了抑制。最后,利用栅压调制对探测器的综合性能进行了优化。上述结果对石墨烯基光电探测器的研究具有一定参考价值。

摘要：针对单层黑磷表面等离激元器件存在吸光效率低的难题,提出了一种基于石墨烯/黑磷异质结构的各向异性表面等离激元器件,系统研究了其共振光谱及红外传感特性。所设计的石墨烯/黑磷异质结构和非对称类法珀腔结构能够有效提高器件的吸光效率,通过优化器件中谐振腔的厚度将器件在x和y偏振方向上的吸光效率提高至95.54%和97.44%。此外,通过改变入射光的偏振方向动态调控器件的共振波长,实现了对8 nm厚聚环氧乙烷分子v(COC)s和r(CH2)a振动模式的选择性探测,其最高增强倍数分别为88和155。该各向异性表面等离激元器件具有工作波段可调谐、增强倍数高等优点,在痕量物质分析中具有广阔的应用前景。

摘要：随着半导体制造工艺技术及信息技术的迅猛发展,半导体集成电路的集成度得到极大地提高,这将不可避免地带来严重的电热耦合问题。为了保证电路的热可靠性,芯片的工作温度成为电路设计工程师在集成电路和版图设计时必须认真考虑的重要因素。本文使用Java与MATLAB混合编程的方法,基于一种半解析的热分析算法,设计并实现了一款用于分析大规模集成电路温度分布的软件(VLSI半解析电热分析软件)。软件可以使设计者在设计初期就对器件的电热可靠性进行预测分析,对电路的版图布局进行优化和改进。

摘要：首先测量了GaN肖特基二极管的正向变温电流-电压特性,研究了其电流输运机制,然后分析了在不同注入电流条件下的低频噪声行为.结果表明:1)在正向高电压区,热发射机制占主导,有效势垒高度约为1.25 eV;2)在正向低偏压区(V <0.8 V),与位错相关的缺陷辅助隧穿电流占主导,有效势垒高度约为0.92 eV (T=300 K);3)在极小电流(I <1μA)和极低频率(f <10 Hz)下,洛伦兹型噪声才会出现;电子的渡越时间取决于多个缺陷对电子的不断捕获和释放过程,典型时间常数约为30 ms (I=1μA);4)在更高频率和电流下,低频1/f噪声占主导;电流的输运主要受到势垒高度的随机波动的影响,所对应的系数约为1.1.

摘要：测量了晶格匹配InAlN/GaN异质结肖特基接触的反向变温电流-电压特性曲线,研究了反向漏电流的偏压与温度依赖关系.结果表明:1)电流是电压和温度的强函数,饱和电流远大于理论值,无法采用经典热发射模型解释;2)在低偏压区,数据满足ln(I/E)-E^(1/2)线性依赖关系,电流斜率和激活能与Frenkel-Poole模型的理论值接近,表明电流应该为FP机制占主导;3)在高偏压区,数据满足ln(I/E)-E^(1/2)线性依赖关系,电流斜率不随温度改变,表明Fowler-Nordheim隧穿机制占主导;4)反向电流势垒高度约为0.60 eV,远低于热发射势垒高度2.91 eV,表明可导位错应是反向漏电流的主要输运通道,局域势垒由于潜能级施主态电离而被极大降低.

摘要：为满足宽带系统中低噪声放大器(LNA)宽带的要求,采用0.15μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计了两款1 MHz^40 GHz的超宽带LNA,分别采用均匀分布式放大器结构及渐变分布式放大器结构,电路面积分别为1.8 mm×0.85 mm和1.8 mm×0.8 mm。电磁场仿真结果表明,1 MHz^40 GHz频率范围内,均匀分布式LNA增益为15.3 dB,增益平坦度为2 dB,噪声系数小于5.1 dB;渐变分布式LNA增益为14.16 dB,增益平坦度为1.74 dB,噪声系数小于3.9 dB。渐变分布式LNA较均匀分布式LNA,显著地改善了增益平坦度、噪声性能和群延时特性。