导读:本文包含了载流子耗尽论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光通信,硅基光调制器,马赫-曾德尔调制器,行波电极
载流子耗尽论文文献综述
周砚扬[1]（2017）在《硅基单端推挽式驱动载流子耗尽型电光调制器芯片研究》一文中研究指出电光调制器是将高速宽带电信号从电域转换到光域的核心器件,在大容量光通信系统和微波光子系统中具有广泛应用,是国际学术界和产业界的研究重点。最近几年,光纤骨干网快速增长的传输容量使得调制器必须拥有更大的EO(电光)带宽,更低的功耗和更高的调制线性度,以实现更高速率的光信号传输与处理。相比于铌酸锂调制器和III–V族调制器,硅基调制器的制作工艺可以和微电子CMOS工艺技术相兼容,因此生产成本低并且易于和微电子器件集成在同一个芯片中。在各种类型的硅基调制器中,载流子耗尽型马赫曾德尔调制器(MZM)表现出较好的性能优势,已经成为当下学术界和产业界的研究热点。为了解决差分驱动硅基电光调制器的微波驱动信号传输损耗大和调制非线性高的缺陷,本论文提出了一种单端推挽驱动的硅基载流子耗尽型马赫曾德尔调制器,并聚焦于建立该类型调制器的等效电路模型,为调制器的设计和优化提供一种快捷有效的方式,以达到提高调制器调制速率和线性度以及降低功耗的目标。本文首先从差分驱动的硅基载流子耗尽型调制器的等效电路模型入手,介绍了硅基调制器行波电极的叁条设计原则:阻抗匹配、相位匹配和减小微波损耗。本文分析该电路中各元素对微波损耗和特性阻抗的影响以便于指导硅基调制器的设计,接着以该分析为基础,提出了一种单端推挽驱动载流子耗尽型硅基马赫曾德尔调制器结构,该调制器具有损耗低、啁啾小和线性度高的特点。接着依据部分电容技术和保角变换法,推导出了调制器每层结构的等效电容、等效电感和等效阻抗的计算公式,并建立了该调制器的等效电路模型。该等效电路模型对调制器的优化设计可以给予直观和明细的指导。为了证明该模型的正确性并且确保能够有效指导调制器的设计与优化,我们将调制器关键参数的仿真结果和基于该模型的计算结果做比较。由该类型调制器的等效电路可知,由于采用了两个PN二极管串联,从而可以降低微波驱动信号的传输损耗。以等效电路模型为基础,论文开展了调制器设计与性能优化方面的研究。首先介绍了衡量调制性能各项指标参数的概念。为了实现较高的调制器性能,要对PN结的结构参数和掺杂浓度进行优化来提高调制效率和降低光传输损耗。之后,提出了采用分段PN结的行波电极结构来降低微波驱动信号的损耗。同时对行波电极的阻抗匹配、相位匹配和损耗也予以了详细研究,重点分析了电极的宽度和间距,并且根据等效电路模型进行了相应的优化,以达到提高调制器EO带宽的效果。论文对单端推挽驱动载流子耗尽型调制器的输出光传输谱进行了测试,得到调制器的插入损耗在7 dB到9 dB之间,半波电压V_?大约在5 V。小信号动态测试表明在偏置电压V_b=0 V的情况下,该类型调制器的电学6.4dB带宽(EE S_(21))为18.3 GHz,入射端反射系数(S_(11))低于-20 dB,说明行波电极的特性阻抗大约为50?。在V_b=4V的情况下,调制器的3dB-EO带宽大于29GHz。论文接着分别对双端差分调制器和单端差分调制器进行测试,测试结果表明相比于双端差分驱动调制器,单端差分调制器可以在更小的驱动电压和偏置电压下实现更高消光比和信噪比的二进制通断键控(OOK)调制。当微波驱动电压峰峰值为7.8V时,该调制器可以实现56 Gb/s的OOK调制和40 Gb/s的二进制相移键控(BPSK)调制,其中BPSK的误码率远低于前向纠错的门限要求。随后论文采用传递函数的方法对硅基载流子耗尽型调制器线性度进行了理论研究。在高阶码型调制的通信系统中,调制器的线性度是一个关键指标,它可以用无杂散动态范围(SFDR)来表征。通过对传输函数进行Taylor展开和Jacobi–Anger展开,可以得出调制器的非线性主要来源于叁个方面:调制器有源区光损耗的非线性、调制相移的非线性以及MZM正弦型传输函数的非线性,可以通过推挽驱动、差分光电检测和选择合适的调制器工作点来削减叁种非线性以提高调制线性度。相比与双端差分驱动,单端差分驱动因为可以通过一个端口的输入产生自动匹配的差分推挽信号从而可有效降低调制的二次谐波失真(SHD)。当单端差分调制器工作点选择在正交点时,二次谐波失真无杂散动态范围(SFDR_(SHD))测试结果为85.9 dB·Hz~(1/2),比之前报道的双端差分驱动硅基调制器的SFDR_(SHD)最优结果提高了3.9 dB。叁阶交调失真无杂散动态范围(SFDR_(IMD))测试结果为97.7 dB·Hz~(2/3)。另外,使用该高线性调制器可以实现多电平脉冲幅度调制(PAM),其中PAM-2,3,4,5调制的符号速率可以达到40 Gbaud/s,PAM-8调制的符号速率可以达到25 Gbaud/s。为了克服单个载流子耗尽型调制器本身固有的非线性对SFDR的限制,本文提出了双平行马赫曾德尔调制器。该类型调制器可以通过对其中两个子调制器施加不同幅值的RF驱动电压,输入不同大小的光功率使两个子调制器产生的失真相消,从而提高调制器的调制线性度。通过建立双平行MZM的理论模型并进行相应的研究可以得出,调制器的线性度可以通过调整主MZM和次MZM的RF驱动电压、直流偏置电压和调制工作点来提高。为了能够测试该调制器的线性度,我们对调制器芯片进行了电学封装。测试结果表明,相比一个单端差分驱动调制器,双平行调制器可以有效削减二次谐波失真和叁阶交调失真(IMD)。SFDR_(IMD)测试结果在1GHz频段为101.4dB·Hz~(2/3),在10GHz频段为96.5 dB·Hz~(2/3)。最后,本论文对所做的研究工作进行了总结,针对硅基调制器未来的研究方向和技术发展要点进行了展望。(本文来源于《上海交通大学》期刊2017-09-01）
李宁[2]（2016）在《0.18μm部分耗尽SOI H形栅NMOSFET常温下热载流子效应的研究》一文中研究指出SOI (Silicon On Insulator,绝缘体上硅)技术是自上世纪末以来集成电路领域兴起的研究热点,广泛应用于航天、航空、军工、汽车电子等行业,具有明显好于体硅材料的优良特性。热载流子效应(Hot-Carrier Effect, HCE)直接影响半导体器件的稳定性和使用寿命,与半导体制造工艺、制备材料、器件结构、使用环境等均有直接关系,是集成电路尤其是军品可靠性研究重点手段之一。SOI虽然具有其优越性,但由于埋氧化层(BOX)的存在以及为了避免SOI浮体效应经常会采用特殊的体接触结构,使得SOI器件尤其是PD (Partially Depleted,部分耗尽)SOI器件的热载流子效应的研究更加复杂,本文通过对0.18pm PD SOI H形栅NMOSFET进行加速应力试验研究,观察热载流子效应下常用的不同宽长比结构的器件阈值电压、最大跨导、漏端饱和电流叁个参数与应力偏置条件、应力时间、器件结构之间的关系,旨在加速0.18μm PD SOI抗辐射器件和电路产品实用化进程,完成的主要工作成果如下：1)完善了SOI器件热载流子试验的系统,补充并规范了试验流程；2)修正了原有的热载流子效应模型,完成大量的加速应力试验,对测试数据进行提取和拟合,得出器件退化参数(器件阈值电压、最大跨导、漏端饱和电流)与应力偏置(VGSstress、VDSstress)、应力时间(t)和沟道长度(L)、宽度(W)之间的关系；3)提出建立H形栅NMOSFET的TCAD器件模型,分析沟道横向电场分布,解释了PD SOI NMOSFET热载流子效应的物理机制；将建立的热载流子模型对标准0.18pm PD SOI工艺SPICE模型进行部分修正,用环振电路对器件模型进行了有效应用验证,并获得初步科研成果。SOI基器件热载流子效应导致的参数退化量与加速试验过程中的t、VGSstress和VDSstress采用了幂函数关系,而与沟道长度L则采用指数关系可更好的对热载流子效应进行解释,沟道宽度W对器件的退化基本没有影响。(本文来源于《中国科学院大学(工程管理与信息技术学院)》期刊2016-04-01）
周航,郑齐文,崔江维,余学峰,郭旗[3]（2016）在《总剂量效应致0.13μm部分耗尽绝缘体上硅N型金属氧化物半导体场效应晶体管热载流子增强效应》一文中研究指出空间科学的进步对航天用电子器件提出了更高的性能需求,绝缘体上硅(SOI)技术由此进入空间科学领域,这使得器件的应用面临深空辐射环境与地面常规可靠性的双重挑战.进行SOI N型金属氧化物半导体场效应晶体管电离辐射损伤对热载流子可靠性的影响研究,有助于对SOI器件空间应用的综合可靠性进行评估.通过预辐照和未辐照、不同沟道宽长比的器件热载流子试验结果对比,发现总剂量损伤导致热载流子损伤增强效应,机理分析表明该效应是STI辐射感生电场增强沟道电子空穴碰撞电离率所引起.与未辐照器件相比,预辐照器件在热载流子试验中的衬底电流明显增大,器件的转移特性曲线、输出特性曲线、跨导特性曲线以及关键电学参数V_T,GM_(max),ID_(SAT)退化较多.本文还对宽沟道器件测试中衬底电流减小以及不连续这一特殊现象进行了讨论.(本文来源于《物理学报》期刊2016年09期）
洪根深,肖志强,王栩,周淼[4]（2012）在《0.5μm部分耗尽SOI NMOSFET热载流子可靠性研究》一文中研究指出对0.5μm部分耗尽SOI NMOSFET热载流子的可靠性进行了研究。在Vds=5V,Vgs=2.1V的条件下,加电1 000s后,宽长比为4/0.5的部分耗尽SOI H型栅NMOSFET的前栅阈值电压的漂移(ΔVt/Vt)和跨导的退化(Δgm/gm)分别为0.23%和2.98%。以器件最大跨导gm退化10%时所对应的时间作为器件寿命,依据幸运电子模型,0.5μm部分耗尽SOI NMOSFET寿命可达16.82年。(本文来源于《微电子学》期刊2012年02期）
葛霁,金智,刘新宇,程伟,王显泰[5]（2008）在《考虑载流子速度和耗尽层宽度随电压变化的VBIC模型》一文中研究指出针对VBIC(vertical bipolar inter-company)模型对HBT多电压偏置下S参数拟合不够准确的问题,考虑了GaAs基HBT集电区载流子速度和耗尽层宽度随电压的变化关系,建立了随外加电压变化的集电区渡越时间方程.将得到的渡越时间方程内嵌到VBIC模型中,改进的模型提高了GaAs基HBT多电压偏置下S参数的拟合精度,其在很宽的电压范围内均与实际测试结果符合良好.(本文来源于《半导体学报》期刊2008年11期）
魏希文[6]（1966）在《未耗尽载流子对P-N结反向特性的影响》一文中研究指出本文研究了P~+-N结中载流子未耗尽时的二极管反向伏安特性和在大电流密度下合金晶体管集电极特性。 首先,对雪崩击穿的机构,推导了载流子未耗尽时的P~+-N结反向电流与电压的关系式。结果指出,倍增因子M不仅和加在结上的电压大小有关系,而且和流过结的电流J有关系。理论分析可以证明,当二极管几何结构满足一定条件时,可以观察到由于载流子对空间电荷的贡献不能忽略时所导致的等效电阻对P~+-N结反向伏安特性的影响。用脉冲方法测量了锗合金二极管反向击穿后的伏安特性,实测结果和理论值很符合。 其次,从理论上考虑了集电结中未耗尽载流子作用后,推导了P-N-P合金晶体管在大电流密度下集电结的雪崩倍增特性。由结果可见,晶体管在大电流密度下,集电结的倍增因子M不仅和电压有关系,而且和发射极的电J_e有关系。分析指出,由于P-N结中未耗尽载流子的作用,在共发射极线路、基极断路时,若合金管电流放大系数α_o在1/2.3～1范围内将会出现负阻。这个负阻已经被实验所证实。实验得至的整个负阻范围内的伏安特性与理论值符合较好。 实验是在脉冲电流下进行的。并且在不同的环境温度下进行了测量。实验结果表明,随温度的升高整个负阻区的伏安曲线向电压高的方向有很微小的移动。这说明负阻的产生不是由于热效应引起,而(本文来源于《物理学报》期刊1966年07期）
魏希文[7]（1966）在《未耗尽载流子对P-N结反向特性的影响》一文中研究指出一般处理P-N结反向问题时,认为P-N结中载流子是完全耗尽的。在P-N结发生击穿以前用这模型来描述是接近于实际情况的。但是在处理有些P-N结反向问题时,不能认为P-N结中载流子是完全耗尽的。例如Miller指出二极管雪崩击穿时,由于不能忽略迁移载流子对空间电荷的贡献,会导致一个等效串联电阻的存在。(本文来源于《科学通报》期刊1966年05期）
载流子耗尽论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
SOI (Silicon On Insulator,绝缘体上硅)技术是自上世纪末以来集成电路领域兴起的研究热点,广泛应用于航天、航空、军工、汽车电子等行业,具有明显好于体硅材料的优良特性。热载流子效应(Hot-Carrier Effect, HCE)直接影响半导体器件的稳定性和使用寿命,与半导体制造工艺、制备材料、器件结构、使用环境等均有直接关系,是集成电路尤其是军品可靠性研究重点手段之一。SOI虽然具有其优越性,但由于埋氧化层(BOX)的存在以及为了避免SOI浮体效应经常会采用特殊的体接触结构,使得SOI器件尤其是PD (Partially Depleted,部分耗尽)SOI器件的热载流子效应的研究更加复杂,本文通过对0.18pm PD SOI H形栅NMOSFET进行加速应力试验研究,观察热载流子效应下常用的不同宽长比结构的器件阈值电压、最大跨导、漏端饱和电流叁个参数与应力偏置条件、应力时间、器件结构之间的关系,旨在加速0.18μm PD SOI抗辐射器件和电路产品实用化进程,完成的主要工作成果如下：1)完善了SOI器件热载流子试验的系统,补充并规范了试验流程；2)修正了原有的热载流子效应模型,完成大量的加速应力试验,对测试数据进行提取和拟合,得出器件退化参数(器件阈值电压、最大跨导、漏端饱和电流)与应力偏置(VGSstress、VDSstress)、应力时间(t)和沟道长度(L)、宽度(W)之间的关系；3)提出建立H形栅NMOSFET的TCAD器件模型,分析沟道横向电场分布,解释了PD SOI NMOSFET热载流子效应的物理机制；将建立的热载流子模型对标准0.18pm PD SOI工艺SPICE模型进行部分修正,用环振电路对器件模型进行了有效应用验证,并获得初步科研成果。SOI基器件热载流子效应导致的参数退化量与加速试验过程中的t、VGSstress和VDSstress采用了幂函数关系,而与沟道长度L则采用指数关系可更好的对热载流子效应进行解释,沟道宽度W对器件的退化基本没有影响。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
载流子耗尽论文参考文献
[1].周砚扬.硅基单端推挽式驱动载流子耗尽型电光调制器芯片研究[D].上海交通大学.2017
[2].李宁.0.18μm部分耗尽SOIH形栅NMOSFET常温下热载流子效应的研究[D].中国科学院大学(工程管理与信息技术学院).2016
[3].周航,郑齐文,崔江维,余学峰,郭旗.总剂量效应致0.13μm部分耗尽绝缘体上硅N型金属氧化物半导体场效应晶体管热载流子增强效应[J].物理学报.2016
[4].洪根深,肖志强,王栩,周淼.0.5μm部分耗尽SOINMOSFET热载流子可靠性研究[J].微电子学.2012
[5].葛霁,金智,刘新宇,程伟,王显泰.考虑载流子速度和耗尽层宽度随电压变化的VBIC模型[J].半导体学报.2008
[6].魏希文.未耗尽载流子对P-N结反向特性的影响[J].物理学报.1966
[7].魏希文.未耗尽载流子对P-N结反向特性的影响[J].科学通报.1966