一、亚微米GeSi HBT的物理模型与数值模拟方法（论文文献综述）
曹阳[1]（2020）在《硅基CMOS工艺微波MOSFET器件建模及参数提取技术研究》文中认为CMOS技术的不断发展和新应用的迫切需求,结合低成本、低功耗以及高集成度等优势使其成为微波集成电路的重要选择。CMOS技术在微波集成电路以及系统中的应用与器件的准确建模和参数提取密切相关。同时,CMOS工艺特征尺寸的不断缩小为集成半导体器件集约模型的研究与开发带来了巨大挑战。目前普遍应用的MOSFET器件模型在微波频段内存在表征不全面、模型精度不够高等缺点,而且模型参数提取的准确性依然存在不足。基于上述问题,本文主要针对深亚微米CMOS工艺展开器件S参数在片测试、建模和参数提取等相关技术研究。主要工作如下:首先,设计不同尺寸的MOSFET及带有地屏蔽的共面波导等传输线结构,并流片测试。为了获取准确的建模数据,评估了简化的分布式四端口网络去嵌入方法,并与开路-短路法进行了比较。创新提出了一种电磁仿真辅助去嵌入技术,为微波无源器件提供建模参考。同时,验证了开路-短路去嵌入法的频率适用范围,为后续建模提参打下良好的基础。第二,建立了完整的微波MOSFET小信号等效电路模型。通过增加一个串联RC电路分支,更好地模拟了栅极和漏极间的高频耦合寄生效应。为了提高多参数优化效率,开发了一种新的遗传算法可对MOSFET模型中所有参数进行同步优化,缩短了处理时间,并且对进一步改进参数的提取方法具有指导意义。第三,基于器件的物理机理,提出了一种针对关态MOSFET小信号模型的多参数扫描参数提取方法,无需高频或低频近似,通过单个或多个参数扫描结合线性回归技术可准确提取关键寄生参数。此外,研究了一种将有理函数非线性拟合应用于上述关态MOSFET小信号模型的参数提取方法,践行了一种具有一般性的宽频带参数直接提取策略。这两种参数提取技术弥补了目前等效电路中因物理参数近似提取所产生的不足,并相互验证、互相补充。通过对上海华力微电子有限公司射频CMOS工艺一系列不同尺寸和偏置条件的NMOS晶体管进行测试与实验验证,证明了模型与参数提取方法的准确性和有效性。总之,本论文针对CMOS工艺微波器件建模和参数提取提出的去嵌入方法、模型及参数的直接提取技术,有效解决了目前微波器件片上测试去嵌入问题,改善了微波MOSFET模型的完整性,突破了现有参数提取技术中存在的近似和优化效率较低的局限性,可广泛适用于建立微波MOSFET集约模型,对深亚微米CMOS工艺的改进和微波集成电路设计优化具有重要的实际意义。
杨施政[2]（2020）在《Si基InP HBT器件及电路电热特性研究》文中认为延续了半个多世纪的摩尔定律即将被终结,在集成电路未来的发展中,包含III-V族与Si CMOS器件的异质集成电路,可以提供体积更小、性能更高、成本更低的解决方案。InP HBT器件具有超高频、高线性度等诸多优异特性,使InP HBT/Si CMOS异质集成技术极具发展前景。在多种异质集成工艺中,Si基InP异质外延生长是实现高质量、高精度、高性能、高灵活性的InP/Si异质集成最有前景的技术途径。然而,由于InP与Si晶体结构不同且晶格失配很大,首当其冲的问题即为如何生长高质量的InP外延层。而且,在Si基InP异质外延工艺中,通常使用较厚的III-V族三元化合物缓冲层来抑制缺陷的形成,其热导率很低,非常不利于晶体管通过缓冲层散热到Si基衬底。再加之InP HBT通常工作在较大电流密度下,器件自身发热也十分严重。由此可见,Si基InP HBT器件及电路的散热问题必将十分突出。因此,本文将基于Si基InP异质外延技术,围绕其面临的电热及工艺问题开展如下研究,主要工作及创新点包括以下几个方面:（1）针对SATSM（semi-analytic temperature superposition method）算法计算精度不高的问题,提出了一种更为精确的新型电热分析算法——基于迭代的半解析温度分布算法（SATSM-I,semi-analytic temperature superposition method base on iteration）。该算法创新性地提出了器件“内环境温度”概念,将电路中的每个器件赋予一个独立的内环境温度,通过内环境温度的不断迭代变化,将多器件热耦合效应引起的材料热导率变化考虑在内。不仅能够实现算法精度的提升,而且可以保持温度直接叠加算法计算的高效性。仿真及实验结果表明:相比于SATSM算法,SATSM-I算法可以精确地计算出器件的结温,大幅度降低误差,而且其迭代过程非常高效,迭代一次就能显着降低误差,具有较高的精确性和高效性,可用于高精度、高效率地计算大型集成电路的温度分布。（2）研究了不同缓冲层结构对Si基InP HBT器件电热特性的影响,构建了器件电热特性与外延工艺设计的相关性,为Si基InP缓冲层提供了优化设计方案。缓冲层结构包括InxGa1-xP/Ga P、InxGa1-xAs/GaAs、InxGa1-xAs/GaAs/Ge/Si O2以及InxAl1-xAs/GaAs/Ge/Si O2。仿真分析结果表明,InxGa1-xP和InxGa1-xAs由于较低的热导率,在较厚的情况下,会对器件带来严重的散热问题。相比而言InxAl1-xAs材料热导率更大,能够很好地缓解突出的散热问题,从而有效地提高器件的电热特性。相比Si基衬底,Ge/Si O2/Si衬底并不会由于薄层Si O2的存在显着恶化器件的电热特性,因此InxAl1-xAs/GaAs/Ge/Si O2是一个很好的缓冲层设计方案。（3）针对Si基InP HBT电路的电热特性进行了详细研究。首先,将提出的新型电热分析方法SATSM-I应用于一款Si基InP HBT二分频器电路的电热分析。该算法能快速精确地计算出电路的温度分布,表明SATSM-I算法对异质集成工艺具有良好的兼容性,其应用范围可以从同质电路扩展到异质集成电路领域。其次,分析了温度变化对电路性能的影响。结果表明,对于较大规模的电路,温度的小幅度变化也会对电路性能造成严重影响。因此,在兼顾电热特性的基础上,针对多款InP HBT/Si CMOS异质集成电路提供了设计方案。（4）使用GSMBE技术,针对Si基InP异质外延工艺及生长机理开展了多方面研究。首先,采用两步生长法在Si衬底上直接外延生长InP,详细研究了低温成核层生长温度对InP外延层质量的影响。实验结果表明低温成核层存在最优生长温度,在过低和过高的温度下,材料的结晶质量均较差。接着,研究了低温成核层不同的生长厚度对InP外延层质量的影响,实验结果表明随着生长厚度的不断增加,InP外延层的晶体质量也更好。此外,我们针对InxGa1-xAs/GaAs与InxGa1-xP/Ga P两种组份线性渐变缓冲层结构进行研究,实验结果表明随着线性渐变生长时间的逐渐增加,材料组份渐变速率越慢,因此其表层InP材料中的缺陷密度更低,结晶质量更好。由于Ga P渐变到InP的晶格变化范围更大,在相同的渐变时间下,其渐变速率更大,因此InxGa1-xAs/GaAs结构表面的InP层晶体质量更好。本文的这些研究结果对Si基InP HBT器件及电路的电热分析与设计具有很强的指导意义。
李秀圣[3]（2019）在《GaN基异质结构亚毫米波IMPATT二极管研究》文中指出微波固态源器件的研究已成为大功率器件研究的主要内容之一,作为两端口器件中射频振荡输出功率最高的IMPATT器件,GaN基IMPATT二极管是目前国际上非常推崇的最具潜力的太赫兹功率辐射源器件,受到越来越多的重视和深入研究。目前,国际上还没有关于GaN基IMPATT二极管实验研究的报道,但大量的理论模拟结果表明,宽禁带半导体GaN是未来制造IMPATT器件的极具潜力的材料。在此背景下,进一步明确GaN基IMPATT二极管内部载流子的输运过程,设计有利于提高IMPATT二极管输出功率和效率的新型器件结构就成为本文研究的主要内容及目的。本文的研究工作是在SWB仿真平台下完成的,获得的主要研究成果如下:1、深入研究了DDM和HDM对GaN基同质结IMPATT二极管直流特性及微波特性的影响。直流特性模拟结果表明,利用DDM得到的IMPATT二极管中的电场强度、载流子的碰撞电离率、击穿电压均高于由HDM得到的结果。通过HDM模拟,进一步明确了GaN基IMPATT二极管内部载流子的电离过程,由于在HDM中包含了载流子的能量弛豫效应,发现载流子的电离率与电场之间存在一滞后效应,同时发现DDM模拟过高地估计了IMPATT二极管雪崩区中载流子的碰撞电离率;微波特性模拟结果表明,在310GHz以下,两种模型都给出了较合理的仿真结果,但在高于310GHz时,HDM模拟得到的器件高频特性要明显优于DDM,HDM模拟结果表明GaN基IMPATT二极管可工作于更广的频率范围。2、本文设计了一个新颖的基于GaN/AlxGa1-xN/GaN双异质结的IMPATT二极管结构,并利用Sentaurus软件对该异质结IMPATT二极管的直流特性和D波段大信号微波特性进行了模拟,着重研究了AlxGa1-xN中Al组分对器件性能的影响,并对异质结改善器件性能的机理进行了分析。在该结构中,由AlGaN和GaN作为复合漂移区,AlxGa1-xN中Al组分x分别为0.2、0.3、0.4、0.5和0.6。直流特性模拟结果表明,雪崩区中载流子的电离率和击穿电压随着Al组分的增加逐渐增大;高频特性模拟结果表明,AlGaN/GaN异质结的引入提高了器件的射频功率输出能力以及直流-射频转换效率,其中Al组分为0.4的异质结IMPATT二极管具有最佳的微波特性,最大输出功率密度为1.56MW/cm2,直流-射频转换效率为21.99%。本文认为,由于AlGaN/GaN异质结存在极化效应,异质结界面处形成了较高的2DEG浓度,同时具有较大禁带宽度的AlGaN能有效地限制雪崩区,从而使得AlGaN/GaN异质结IMPATT二极管具有比GaN基同质结IMPATT二极管更好的微波特性。3、本文对晶格匹配的GaN/In0.17Al0.83N/GaN异质结IMPATT二极管进行了研究,设定了三个不同的In0.17Al0.83N层长度值,分别为40nm、45nm和50nm,并着重研究了In0.17Al0.83N层长度的变化对IMPATT二极管性能的影响。直流特性模拟结果表明,IMPATT二极管的击穿电压随着In0.17Al0.83N层长度的增加而降低。微波特性模拟结果表明,IMPATT二极管的输出功率随In0.17Al0.83N层长度的增加而减小,直流-射频转换效率随In0.17Al0.83N层长度的增大先增大后减小。In0.17Al0.83N层长度为40nm的IMPATT二极管具有最大的射频输出功率密度为1.67MW/cm2,In0.17Al0.83N层长度为45nm的IMPATT二极管具有最大的直流-射频转换效率为15.4%。对In0.17Al0.83N层长度为45nm的IMPATT二极管,由于GaN材料的导带与In0.17Al0.83N材料的导带之间具有最大的导带带阶（0.18e V）,从而使得此IMPATT二极管中In0.17Al0.83N/GaN异质结界面处具有最高的2DEG浓度,这是该二极管具有高功率及高效率的一个重要原因。与GaN同质结IMPATT二极管相比,该晶格匹配的异质结构IMPATT二极管的微波特性有了显着改善。4、本文对4H-SiC/GaN异质结IMPATT二极管进行了研究,利用n型低掺杂的4H-SiC作为器件的漂移区,利用n型高掺杂的4H-SiC作为器件的欧姆接触电极层。该结构中的4H-SiC既作为外延生长GaN的衬底,又作为IMPATT二极管的有源区,有利于器件的散热,也有利于制造大功率垂直型电子器件。该异质结IMPATT二极管最佳工作频率为280GHz,输出功率密度为1.36MW/cm2,直流-射频转换效率为19.2%。模拟结果表明,4H-SiC/GaN异质结也是制造IMPATT二极管的候选材料体系。
曾成[4]（2016）在《基于可控锗量子点的硅基微纳发光器件研究》文中指出光互连是一种通过光来高速传递信息的技术,它具有高传输速率、大传输带宽等优点,因此以光互连代替电互连将是今后的一大发展趋势。硅基光互连技术因其超高传输速率、低功耗、高集成度、成熟的硅基工艺等优势,成为最有前景的下一代片上光互连方案。一个硅基光互连系统应包括硅基光源、硅基光波导、硅基调制器和硅基探测器四大核心部件。由于硅是一种间接带隙的半导体材料,发光效率低,不能为硅基集成器件提供光源。而锗自组装量子点具有易于制备、发光波长在通信波段内、与CMOS工艺兼容等优点,被认为是一种可能实现硅基发光器件的途径。量子通信网络中以单光子为量子信号的载体,从物理上保证了所传播信息的绝对安全。如果能将量子信息传输和处理所依赖的关键器件小型化、集成化,就有可能实现高速的保密通信。硅基光子芯片为高度集成化的量子信息传输和处理提供了一个良好的平台。要实现下一代硅基集成的量子信息平台,其核心课题是制备高性能的量子光源。单个锗量子点光源是一种硅基量子光源的备选方案。本论文主要围绕单个可控的锗量子点开展了一系列实验研究与理论分析,包括锗量子点的可控制备、单个锗量子点与光子晶体微腔的精确耦合、微腔增强的单个锗量子点发光等方面,具体成果可以总结为以下几个方面：（1）探索开发了锗硅材料的分子束外延生长工艺,摸索出一种“低温+高温”两步法来生长多层高密度自组装锗量子点,量子点的面密度高达9×109 cm-2。利用电子束曝光和干法刻蚀制备了大周期的硅基纳米坑图形衬底,利用分子束外延在图形衬底上生长出了低密度的定位单个锗量子点。可控的单个锗量子点在周期0.6μm～15μm的图形衬底上均能生长出来。理论分析表明量子点在纳米坑中优先成核的动力学原因是纳米坑内存在表面化学势的最小值。（2）开发了两种高精度的电子束曝光套刻标记：二氧化铪套刻标记和SOI衬底上的凹陷刻蚀标记。两种标记均能与高温工艺兼容,且对准误差均小于25nm。将电子束曝光套刻与锗量子点定位生长工艺结合起来,首次实现了硅基光子晶体微腔与单个锗量子点精确耦合器件的批量制备,量子点与微腔中心的平均对准误差为22nm。（3）系统地表征了光子晶体微腔增强的单个锗量子点的光致发光特性。在光子晶体L3腔的作用下,锗量子点出现了共振荧光增强效应；其中最强的谐振峰位于1498.8nm,增强因子约为1300。据此估算器件的Purcell因子可达66,约为已报道微腔增强锗量子点器件的10倍。单量子点与光子晶体微腔在空域和频域上的精确对准是高Purcell因子的主要原因。锗量子点在低温下较宽的荧光光谱主要来源于量子点内部复杂的复合机制,包括空穴基态的直接和间接跃迁、空穴激发态的直接和间接跃迁。测试结果表明L3腔的MO发光峰来源于微腔基模与空穴基态发光的耦合；L3腔的M3发光峰来源于微腔高阶模与空穴激发态发光的耦合。通过拟合器件的变温光谱,得到锗量子点空穴基态和激发态发光的激活能分别为151和83 meV。（4）制备并表征了金属纳米天线增强的锗量子点发光器件。设计并制作蝴蝶结金纳米天线阵列,在室温下天线对锗量子点在1577 nm处有4.2倍的发光增强。发光增强来源于天线的局域等离子体激元与附近量子点的强相互作用。依据发光增强因子及理论模拟得到的激发效率和光收集效率,可以估算出天线作用下的锗量子点的平均内量子效率提升8.09倍。（5）开发了循环高温氧化退火实现锗浓缩的工艺,提出一种结合微纳加工和锗浓缩制备可控锗硅纳米线的方案,其中所制备可控纳米线的截面特征尺寸·10 nm,合金中锗的组分高达97%。相比自组装生长的锗硅纳米线,我们制备的可控纳米线具有更好的尺寸均一性和位置可控性。作为可控锗硅纳米线的应用,我们设计并制作了一系列基于可控锗硅纳米线的光电导探测器。
戴显英[5]（2012）在《硅基应变材料生长动力学与缺陷控制研究》文中研究表明硅基应变材料及其技术具有迁移率增强高、能带可裁减、与标准Si工艺完全兼容等高性能、低成本特性，在高速、高频、低压、低功耗等领域被广泛应用，已成为21世纪延续摩尔定律的关键技术。硅基应变技术应用的基础是高质量硅基应变材料的制备，而材料生长的机理、生长动力学以及生长工艺对硅基应变材料的制备有至关重要的影响。采用FLUENT数值分析软件，论文对RPCVD（减压化学气相淀积）工艺生长硅基应变与弛豫材料的反应室温度、密度、速度、压强等分布进行CFD（计算流体动力学）仿真研究。首次采用正交法，对FLUENT模拟进行了正交优化与误差分析，得到了RPCVD生长硅基应变与弛豫材料的优化工艺参数。基于生长表面结构的二聚体理论与实验结果，论文提出了硅基应变与弛豫材料的分速度机制。基于SiGe（锗硅）材料的合金生长特性，论文提出了Si源和Ge源前驱体的分立流密度机制。基于气体的碰撞理论，论文研究建立了CVD（化学气相淀积）生长硅基应变材料的表面反应生长速率模型。基于分立流密度模型、分速度模型和Grove理论，论文分别建立了硅基应变与弛豫材料的CVD生长动力学模型及其优化模型，并进行了实验验证，模型误差明显小于表面反应生长模型。论文系统地研究了硅基应变与弛豫材料中的缺陷机理与行为，并根据低温Si、渐变组分SiGe及离子注入的工艺原理与特性，设计了三种控制应变Si材料穿透位错密度TDD的材料结构及工艺，材料表征结果表明：所设计的应变Si结构材料的TDD低于其他常规结构材料。采用RPCVD工艺及FLUENT的工艺模拟优化结果，论文进行了硅基应变与弛豫材料的生长实验研究，并采用AFM、DIC、Raman、TEM等技术，对材料的表面粗糙度、表面位错密度、应力与应变、Ge组分、位错行为等材料性能与特性进行了全面系统地表征。基于弹性力学理论和SOI（绝缘层上硅）材料的力学特性，论文提出了一种制作晶圆级单轴应变SOI的新方法，并阐述了新方法的工艺原理。进行了单轴应变SOI晶圆的制备，获得了应变量高于现有相似技术的单轴张应变SOI晶圆。基于薛定谔方程和k.p微扰法，论文还建立了适用于（001）、（101）和（111）面任意晶向的应变Ge/Si1-xGex价带色散关系模型，得到了相应的价带结构、空穴各向异性与各向同性有效质量等研究成果。
郭本青[6]（2011）在《CMOS有源混频器噪声及射频接收前端关键技术研究》文中研究说明伴随无线通信市场的迅猛增长和集成电路技术的快速发展，射频前端集成电路技术得到了广泛深入的研究。设计者对于射频前端电路优越电学性能的无止境追求，也不断驱使着相关设计技术的推陈出新，与时俱进。其中，直接变频结构以结构简洁，高度集成而受到研究者的大为推崇，被视为最有希望成为未来射频集成收发前端的主导架构。不过，与性能上的优越相伴随的是技术上的挑战。直到今天，业界围绕着其直流失调、闪烁噪声、本振泄漏等关键技术问题所展开的研究与探索从没有间断过。另一方面，混频器是射频接收前端的核心模块之一，其噪声的周期时变特性使得相关分析变得十分复杂，也正是这个原因，其一直是射频集成电路学科颇具挑战性的研究课题。既有的相关噪声分析模型已经不能有效提供在亚微米、高频等当前实际应用场景下的混频器电路设计指导。基于此，如何开发出具有更广泛适用性的混频器噪声解析模型显得尤为迫切。本文针对CMOS混频器的噪声特性及射频接收前端的若干关键技术问题进行了研究，取得了一些有益的结论和成果，主要研究工作和创新点如下：1.提出亚微米CMOS有源混频器噪声模型：借助最新的基于亚微米物理机理的MOSFET器件I-V模型和器件噪声模型，通过数值迭代来求解混频器大信号I-V方程，进而结合小信号推导得到包含沟道调制效应的混频器各级噪声转换函数，最后得到包含亚域区导电效应，沟道调制等二级效应的噪声解析模型。2.提出包含记忆效应的CMOS有源混频器噪声分析方法：基于线性周期时变理论，推导得到包含记忆效应的混频器噪声转移方程。使用电路小信号分析方法，推导得到混频器各级的周期时变转移函数。包含尾电容记忆效应的混频器电路各级噪声源至输出的噪声变换系数得以数值求解，进而最终得到适用于高频下的混频器噪声解析模型。以上两个噪声模型均为包含热噪声和闪烁噪声的一元化解析式，可以应用于具有不同中频特点的该型混频器的噪声设计优化。虽然理论上两者可以合二为一，但是出于解析式的简洁直观目的，文中分开进行论证。3.提出本振失调下CMOS有源混频器的转换增益模型：通过对电路的共源共栅小信号等效，推导出亚微米工艺条件下的包含器件输出电阻效应的混频器有效驱动级跨导解析式。在此基础上，提出了本振信号存在各种幅度、相位失调情况下的混频器转换增益解析模型。4.提出一种低噪放和混频器融合结构的增益可调直接变频射频接收前端：采用折叠结构降低开关对的偏置电流取得良好的闪烁噪声性能，同时兼有优越的增益性能；通过共模与差模反馈来改善直流失调，稳定中频输出；利用差分电路结构以及版图优化布局获得高的二阶交调指标，两个管子堆叠的电路结构，利于获得低压低功耗。
蔡道民[7]（2011）在《基于InP/InGaAs HBT技术的单片集成光接收OEIC》文中认为本论文主要研究InP/InGaAs单异质结双极晶体管（SHBT）及相关HBT/PIN单片集成光接收OEIC。从InP/InGaAs SHBT器件物理特性出发,分析了器件结构和性能参数,重点讨论了集电结对器件性能的影响,得出了设计方案。对比了非自对准、自对准和隔离基区电极自对准接三种器件性能,后者fT≥45GHz、fMAX≥72GHz（发射极面积为2×8μm2）。优化HBT/PIN光接收OEIC工艺,突破湿法选择腐蚀、发射极-基极自对准和双层介质抗反射膜等工艺。提取SHBT器件和PIN探测器的小信号模型,与测量值吻合度高,通过OEIC电路验证了模型准确性。成功设计并制作出了单片集成PIN/HBT光接收OEIC电路,实现了-3 dB带宽大于2.2GHz,眼图满足OC-48/STM-4标准,在5Gb/s传输速率时仍可观察到张开的眼图OEIC。最后,开展了10Gb/s共基极级联跨阻放大器的研究, -3dB带宽为8.2GHz,跨阻增益为58dBΩ,在10Gb/s传输速率时看到清晰张开的眼图。
康亮[8]（2011）在《InP基HBT的数值仿真研究》文中研究指明异质结双极晶体管（HBT）具有高频、高速、功率密度高、相位噪声低、线性度好等特点,在低相位噪声振荡器、高效率功率放大器、宽带放大器中都有广泛的应用。随着HBT应用的不断开展,建立精确的器件模型并对其进行模拟,这对集成电路的设计与生产都有着十分重要的指导意义。因为器件模拟可以缩短生产周期,大大降低成本,对未来的发展方向有很好的预见性。InP/InGaAs材料具有很高的电子迁移率,将它应用于HBT器件中,可以得到很高的电流增益和很好的高频性能。为了能够准确地模拟InP/InGaAs材料的HBT,本文采用了流体动力学模型（HD）,在流体动力学模型中,载流子的平均能量中含有动能项,由于在小尺寸的半导体器件中,载流子的平均速度非常的高,所以动能项已经不能忽略。考虑InP/InGaAs材料的基本属性,本文首先建立了低场迁移率模型、高场迁移率模型,所建立的模型能够较好地反映材料的载流子输运过程和实际的速度电场关系。针对HBT器件的基本物理过程,本文还建立了相应的SRH复合模型、Radiative复合模型、俄歇复合模型和热电子发射模型,仿真得到较为准确的器件直流特性。基于仿真的结果,研究了影响器件性能的基本因素。论文的最后探讨了几种重要的HBT器件制造工艺,为进一步开展器件工艺实验研究奠定了基础。
夏春秋[9]（2010）在《0.35微米锗硅HBT工艺和器件模拟及校准方法的探讨》文中进行了进一步梳理GeSi-HBT器件由于在薄的基区部分掺入窄禁带的Ge材料,使得最终形成的结构里发射极是异质结,基区的禁带宽度比发射极区的窄,载流子在基区的渡越时间很短,因而可以获得更高的截止频率和放大系数。在SiGe HBT的研发过程中,人们通常采用TCAD模拟软件对SiGe HBT器件进行模拟,以提高研发速度,减少试验片的投入。但是在模拟的过程中往往会遇到很多问题,比如如何在工艺模拟中模拟SiGe材料,如何在器件特性模拟中对结果进行校准。本文系统研究了0.35微米SiGe HBT的NPN器件模拟,包括从器件工艺到器件特性的输出,深入分析了如何对模拟的结果进行校准的问题。本文结果对代工厂开发GeSi-HBT产品具有重要的指导意义。在工艺模拟的部分,本文研究了各工艺步骤的模拟,包括使用应力依赖的氧化模型对LOCOS结构进行模拟,使用点缺陷模型、激活模型、杂质表面累计模型及杂质表面丢失模型对扩散过程进行模拟。在模拟硼元素在SiGe材料里的扩散的时候,本文使用了和锗浓度相关的硼扩散模型。器件模拟部分,本文分析了模拟中使用的各个物理模型,包括使用依赖于摩尔比的SiGe禁带宽度变化模型、精确的菲利普归一化的迁移率模型（Phumob）和康拉德迁移率模型、与杂志浓度相关的禁带宽度窄化模型、SRH和俄歇模型。详细研究了各个直流电学特性的模拟及设置方法以及使用混合模拟模式对器件的频率特性进行模拟。论文分析了模拟结果的校准,在工艺校准上保证了获得和生产线一致的结构,排除了模拟的输入和实际生产线条件的差异。掺杂形貌校准是工艺模拟校准的核心,特别是对于多晶硅发射极的浅结的校准,本文使用了电学测量的CV数据来辅助校准浅的多晶硅发射极。器件特性的校准中,对使用的迁移率模型,禁带宽度窄化模型以及产生和复合模型进行了校准,逐步分析和校准了器件的Gummel曲线、ICVC曲线、BVceo、BVcbo和BVebo的曲线,并对器件频率特性中的截止频率的校准方法进行了详细探讨。校准后模拟的器件特性与测量数据拟合得非常好,对相同工艺流程下不同工艺条件的其他器件进行模拟,预测的结果令人满意。
张欣[10]（2010）在《InP基光接收器件的研究与制备》文中进行了进一步梳理随着人类社会信息化时代的到来,对通信的需求呈现加速增长的趋势。21世纪的信息技术是以信息功能材料为基础的微电子、光电子和光子技术融合的高技术。目前,光纤通信正在向智能化、集成化、低成本和高可靠性的新一代光网络演进,因此对光电器件也提出了更高的要求。由于光电子集成（OEIC）器件较之分立封装的光电组件具有尺寸小、光电连接产生的寄生效应低、成本低、性能优越和可靠性高等诸多优点,因此成为全世界光通信和光电子领域科学家们关注的前沿研究热点和重大基础课题。本论文工作是围绕黄辉教授承担的国家"863"计划项目：“自主创新单片集成高性能可调谐解复用光接收器件”（项目编号：2006AA03Z416）、教育部“长江学者和创新团队发展计划”资助（No.IRT0609）、“高等学校学科创新引智计划”（简称“111计划”）（项目编号：B07005）第二批建设项目而展开的。在OEIC光接收机前端的设计中,异质结双极型晶体管（HBT）作为前端放大器,由于其能在保证一定增益的情况下改善器件的频率特性,在光纤通信等领域具有极其广阔的应用前景,并且可以与光电探测器等光器件单片集成,因此深入系统地研究HBT器件具有极其重要的意义。在光通信领域,作为接收端的光接收机首先需要将光信号转换成电信号,即对光进行解调。这个过程可由雪崩光电二极管（APD:Avalanche Photo Diode）来实现。APD是利用雪崩倍增效应使光电流得到倍增的高灵敏度的探测器。APD具有内增益能力,具有很高的灵敏度,被广泛应用在超高速光通信、信号处理、测量和传感系统中,是现代高比特速率光通信系统中得到广泛使用的光电探测器。1、参与进行了InP/In0.53Ga0.47As HBT器件的实验工作。在Vce=1.0V,Ic=12mA,AE=3×10μm2时,InP基HBT的增益β为50,截止频率fT为48GHz,最高振荡频率fmax为31GHz。2、采用高频小信Π型等效模型,研究电路元件参数对InP基HBT频率特性的影响。通过PSPICE软件,进行了HBT高频小信号等效电路模型和光接收机前端跨阻放大电路的设计和模拟仿真。从偏压、跨阻、负载这3个参数的改变对频率特性造成的影响,得到优化高频响应的方法。仿真结果表现为：偏压VBE的增加有使截止频率fT提高的趋势；跨阻Rf的减小有使fT提高的趋势；负载RL的减小有使fT提高的趋势。然而fT的提高会影响放大器的增益特性,在实际中要依照具体情况对带宽和增益进行折衷选择。3、进行了InP基APD器件的后工艺制备实验工作,对器件进行了反向偏压测试,并对测试结果进行了分析。测试结果表明,利用所采用的外延生长结构制备APD器件,具有可行性。
二、亚微米GeSi HBT的物理模型与数值模拟方法（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、亚微米GeSi HBT的物理模型与数值模拟方法（论文提纲范文）
（1）硅基CMOS工艺微波MOSFET器件建模及参数提取技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 MOSFET模型分类及发展 |
| 1.2.1 MOSFET模型分类 |
| 1.2.2 MOSFET模型发展历程 |
| 1.3 国内外研究现状及本文研究意义 |
| 1.4 论文的研究背景及主要工作内容 |
| 第2章 CMOS工艺微波器件建模基础 |
| 2.1 MOSFET高频表征 |
| 2.1.1 非准静态效应 |
| 2.1.2 栅极电阻 |
| 2.1.3 源极及漏极电阻 |
| 2.1.4 衬底寄生 |
| 2.1.5 其他寄生效应 |
| 2.2 片上测试系统 |
| 2.2.1 S参数 |
| 2.2.2 校准技术 |
| 2.2.3 集总去嵌入技术 |
| 2.2.4 分布去嵌入理论 |
| 2.3 参数提取方法及优化 |
| 2.3.1 模型参数提取方法 |
| 2.3.2 参数优化技术 |
| 2.4 本文研究重点 |
| 2.5 本章小节 |
| 第3章 片上测试及去嵌入技术研究 |
| 3.1 测试方案与系统校准 |
| 3.2 MOSFET片上去嵌入技术研究 |
| 3.2.1 去嵌入结构 |
| 3.2.2 去嵌入流程 |
| 3.2.3 实验结果与讨论 |
| 3.3 微波无源器件去嵌入研究 |
| 3.3.1 无源器件集总去嵌入 |
| 3.3.2 无源器件的四端口网络去嵌入方法评估 |
| 3.3.3 电磁仿真辅助去嵌入技术 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 MOSFET等效电路建模及参数提取优化 |
| 4.1 完整的MOSFET小信号等效电路模型 |
| 4.2 模型参数的解析提取 |
| 4.2.1 非本征寄生参数提取 |
| 4.2.2 本征参数的直接提取 |
| 4.2.3 参数提取结果与实验验证 |
| 4.3 模型参数的优化 |
| 4.3.1 优化方法介绍 |
| 4.3.2 遗传算法的原理 |
| 4.3.3 遗传算法的实现 |
| 4.3.4 遗传算法在MOSFET参数优化中的应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 参数提取方法研究 |
| 5.1 问题提出 |
| 5.2 多参数扫描参数提取技术 |
| 5.2.1 MPS参数提取理论 |
| 5.2.2 结果与讨论 |
| 5.3 有理函数拟合参数提取技术 |
| 5.3.1 解析的有理函数参数提取 |
| 5.3.2 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文主要工作 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（2）Si基InP HBT器件及电路电热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 Si CMOS工艺的困境 |
| 1.2 InP材料体系的应用及优势 |
| 1.3 InP/Si异质集成技术 |
| 1.3.1 异质键合技术 |
| 1.3.2 异质外延生长技术 |
| 1.3.3 异质外延层转移(转印)技术 |
| 1.4 Si基InP异质外延技术的挑战 |
| 1.5 国内外研究现状及存在问题 |
| 1.5.1 Si基 III-V异质外延工艺 |
| 1.5.2 InP HBT电热特性研究 |
| 1.5.3 大规模集成电路电热特性研究 |
| 1.6 本论文主要创新点及内容安排 |
| 第二章 InP HBT器件工作原理及电热分析理论 |
| 2.1 HBT器件工作原理及其参数 |
| 2.1.1 HBT的直流参数 |
| 2.1.2 HBT的交流参数 |
| 2.2 热传导理论 |
| 2.2.1 传热基本理论 |
| 2.2.2 三维热传导微分方程 |
| 2.2.3 边界条件和初始条件 |
| 2.3 器件电热特性仿真平台及模型介绍 |
| 2.3.1 Sentaurus TCAD软件简介 |
| 2.3.2 器件仿真模型介绍 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 新型电热分析方法研究 |
| 3.1 基于迭代的半解析温度分布算法(SATSM-I) |
| 3.2 单器件半解析温度分布函数拟合 |
| 3.2.1 GaAs HBT器件模型的建立 |
| 3.2.2 GaAs HBT器件半解析温度分布函数拟合 |
| 3.3 SATSM-I算法的有效性验证 |
| 3.3.1 GaAs HBT双器件模型验证 |
| 3.3.2 GaAs HBT3×3 矩阵模型 |
| 3.3.3 SATSM-I与 SATSM对比 |
| 3.4 GaAs HBT ADC温度分析 |
| 3.4.2 ADC芯片温度分布 |
| 3.4.3 ADC芯片热成像测试 |
| 3.4.4 测试结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Si基 InP HBT器件及电路电热特性研究 |
| 4.1 Si基 InP HBT器件电热特性研究 |
| 4.1.1 In_xGa_(1-x)P/Ga P缓冲层 |
| 4.1.2 In_xGa_(1-x)As/GaAs缓冲层 |
| 4.1.3 In_xGa_(1-x)As/GaAs/Ge/SiO_2 缓冲层 |
| 4.1.4 In_xAl_(1-x)As/GaAs/Ge/SiO_2 缓冲层 |
| 4.1.5 InP缓冲层 |
| 4.2 Si基 InP HBT电路热分析研究 |
| 4.2.1 Si基 InP HBT二分频器电路热分析研究 |
| 4.2.2 温度变化对电路性能的影响 |
| 4.2.3 InP HBT/Si CMOS异质集成电路设计研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 Si基InP异质外延工艺研究 |
| 5.1 外延材料生长方法和表征技术 |
| 5.1.1 分子束外延生长技术 |
| 5.1.2 外延材料表征方法 |
| 5.2 Si基InP直接外延生长研究 |
| 5.2.1 两步生长法 |
| 5.2.2 低温成核层温度对外延层质量的影响 |
| 5.2.3 低温缓冲层厚度对外延层质量的影响 |
| 5.3 采用缓冲层的Si基InP异质外延生长研究 |
| 5.3.1 In_xGa_(1-x)As/GaAs缓冲层结构 |
| 5.3.2 In_xGa_(1-x)P/Ga P缓冲层结构 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 附录 A Sentaurus TCAD软件中固定组份材料热导率模型参数 |
| 附录 B Sentaurus TCAD软件中变组份材料热导率模型参数 |
（3）GaN基异质结构亚毫米波IMPATT二极管研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 太赫兹技术的研究背景 |
| 1.1.1 太赫兹波及其特点 |
| 1.1.2 太赫兹技术的应用领域 |
| 1.2 太赫兹波辐射源器件 |
| 1.2.1 太赫兹辐射源产生技术 |
| 1.2.2 半导体太赫兹辐射源器件 |
| 1.3 碰撞电离雪崩渡越时间二极管研究现状 |
| 1.3.1 Si和Ga As基IMPATT二极管研究现状 |
| 1.3.2 SiC和GaN基IMPATT二极管研究现状 |
| 1.4 本论文主要研究内容及安排 |
| 第二章 器件物理模型及数值仿真方法 |
| 2.1 IMPATT器件中的基本物理过程 |
| 2.1.1 GaN材料的能带结构及碰撞电离模型 |
| 2.1.2 IMPATT二极管中的雪崩击穿 |
| 2.1.3 IMPATT二极管的雪崩区和漂移区 |
| 2.2 Sentaurus Workbench仿真平台简介 |
| 2.2.1 SWB中的主要应用模块 |
| 2.2.2 SWB中的基本方程 |
| 2.3 SWB中的载流子输运模型 |
| 2.3.1 漂移-扩散模型(DDM) |
| 2.3.2 流体动力学模型(HDM) |
| 2.4 SWB数值仿真流程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 载流子输运模型对器件特性的影响研究 |
| 3.1 本章研究背景及目的 |
| 3.2 GaN材料的速-场关系及解析模型 |
| 3.2.1 GaN体材料的速-场关系 |
| 3.2.2 模拟所用的速-场解析模型 |
| 3.3 器件结构及仿真电路 |
| 3.4 输运模型对器件直流特性的影响 |
| 3.5 输运模型对器件高频特性的影响 |
| 3.5.1 高频特性研究方法 |
| 3.5.2 高频特性结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 GaN/AlGaN/GaN异质结IMPATT二极管研究 |
| 4.1 本章研究背景及目的 |
| 4.2 GaN/AlGaN异质结的极化效应及 2DEG |
| 4.3 异质结IMPATT二极管结构及材料参数 |
| 4.4 GaN/AlGaN/GaN异质结能带及界面电荷 |
| 4.5 GaN/AlGaN/GaN基IMPATT二极管直流特性研究 |
| 4.5.1 基本物理模型及参数 |
| 4.5.2 直流特性研究 |
| 4.6 GaN/AlGaN/GaN基IMPATT二极管高频特性研究 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 晶格匹配的InAlN/GaN异质结IMPATT二极管研究 |
| 5.1 In Al N/GaN异质结及其极化效应 |
| 5.2 In Al N/GaN异质结IMPATT二极管结构 |
| 5.3 器件物理模型及材料参数 |
| 5.4 In Al N/GaN异质结IMPATT二极管特性研究 |
| 5.4.1 直流特性研究 |
| 5.4.2 微波特性研究 |
| 5.4.3 In Al N/GaN异质结改微波特性的机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 SiC/GaN基异质结IMPATT二极管研究 |
| 6.1 本章研究背景及目的 |
| 6.2 器件结构及模型参数 |
| 6.2.1 SiC/GaN基IMPATT二极管结构 |
| 6.2.2 器件物理模型及参数 |
| 6.3 SiC/GaN异质结IMPATT二极管特性研究 |
| 6.3.1 IMPATT二极管的直流特性 |
| 6.3.2 IMPATT二极管的微波特性 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文研究总结 |
| 7.2 未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）基于可控锗量子点的硅基微纳发光器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 硅基光互联与硅基光源 |
| 1.2 单量子点光源 |
| 1.3 本论文的主要研究内容及创新点 |
| 1.4 本课题的来源及受资助情况 |
| 2 分子束外延技术及生长标定 |
| 2.1 硅锗分子束外延系统 |
| 2.2 材料测试表征技术 |
| 2.3 硅/锗材料生长速率以及掺杂浓度的标定 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 锗量子点的分子束外延生长 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高密度的自组装锗量子点的外延生长 |
| 3.3 低密度定位锗量子点的可控生长 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 光子晶体微腔嵌入单个锗量子点器件的制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电子束曝光和感应耦合等离子刻蚀 |
| 4.3 电子束曝光套刻工艺 |
| 4.4 硅基光子晶体微腔的设计与制备 |
| 4.5 光子晶体微腔嵌入单个锗量子点器件的制备 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 光子晶体微腔增强的单个锗量子点发光特性研究 |
| 5.1 单个锗量子点的发光 |
| 5.2 光子晶体微腔增强的单个锗量子点的发光 |
| 5.3 Purcell因子的估算及分析 |
| 5.4 量子点的变温发光特性及分析 |
| 5.5 微腔增强的单个锗量子点的光谱功率依赖特性 |
| 5.6 HBT实验与二阶相干度测试 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 纳米金属天线增强的锗量子点发光器件 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 器件设计与制备 |
| 6.3 器件发光特性表征与模拟仿真 |
| 6.4 光学天线的Purcell效应与量子效率的提升 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 可控锗硅纳米低维结构的制备及应用 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 锗硅纳米低维结构的制备和表征 |
| 7.3 锗硅纳米线光电导探测器的制备和表征 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 论文中缩略词的含义 |
（5）硅基应变材料生长动力学与缺陷控制研究（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 硅基应变技术应用 |
| 1.1.1 应变 SiGe 技术应用 |
| 1.1.2 应变 Si 技术应用 |
| 1.1.3 应变 Ge 的应用 |
| 1.2 硅基应变材料研究现状 |
| 1.2.1 应变 SiGe 材料研究现状 |
| 1.2.2 应变 Si 材料研究现状 |
| 1.2.3 应变 SOI 基材料研究现状 |
| 1.3 硅基应变材料生长动力学及模型研究状况 |
| 1.3.1 化学热力学模型 |
| 1.3.2 表面反应动力学模型 |
| 1.4 硅基应变材料缺陷控制研究状况 |
| 1.4.1 国外研究现状 |
| 1.4.2 国内研究现状 |
| 1.5 硅基应变与弛豫材料基本特性 |
| 1.5.1 晶格结构 |
| 1.5.2 临界厚度 |
| 1.5.3 应变 Si 能带结构 |
| 1.5.4 应变 SiGe 能带结构 |
| 1.5.5 应变 Ge 价带结构研究 |
| 1.5.6 力学与热学特性 |
| 1.6 论文的主要工作 |
| 第二章 硅基应变材料的 RPCVD 计算流体动力学模拟研究 |
| 2.1 计算流体动力学的微分控制方程 |
| 2.1.1 本构方程 |
| 2.1.2 连续方程 |
| 2.1.3 动量方程 |
| 2.1.4 能量方程 |
| 2.1.5 组分输运方程 |
| 2.2 FLUENT 软件原理 |
| 2.2.1 FLUENT 软件的特点与组成 |
| 2.2.2 FLUENT 的计算技术与网格生成技术 |
| 2.2.3 FLUENT 的求解步骤 |
| 2.3 FLUENT 仿真模型与边界条件 |
| 2.3.1 RPCVD 反应室结构与仿真模型 |
| 2.3.2 网格划分及边界定义 |
| 2.3.3 物理参数模型 |
| 2.3.4 物质属性与流体模型 |
| 2.3.5 仿真计算的基本假设与边界条件 |
| 2.4 FLUENT 模拟结果与分析 |
| 2.4.1 流量对流场分布的模拟 |
| 2.4.2 压强对流场分布的模拟 |
| 2.4.3 基座温度对流场的影响 |
| 2.4.4 模型验证 |
| 2.5 FLUENT 模拟的正交法优化研究 |
| 2.5.1 正交法原理 |
| 2.5.2 正交法实验一 |
| 2.5.3 正交法实验二 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 硅基应变材料 CVD 生长机理与生长动力学模型研究 |
| 3.1 硅和锗半导体的表面结构与特性 |
| 3.1.1 硅和锗的表面重构 |
| 3.1.2 Si 和 Ge 的表面电子结构 |
| 3.2 氢的吸附与脱附机理 |
| 3.2.1 预成对机理 |
| 3.2.2 隔离二氢化物机理 |
| 3.2.3 共二聚体机理 |
| 3.2.4 激发电子态机理 |
| 3.3 硅烷和锗烷的吸附分解反应机理 |
| 3.3.1 硅烷和锗烷的反应 |
| 3.3.2 硅烷和锗烷的吸附活化能 |
| 3.4 硅基应变材料的 CVD 生长理论与机理 |
| 3.4.1 碰撞理论 |
| 3.4.2 CVD 扩散理论 |
| 3.4.3 半导体表面吸附理论 |
| 3.4.4 H_2的吸附/脱附动力学 |
| 3.4.5 SiH_4和 GeH_4的吸附分解 |
| 3.5 基于碰撞理论的表面反应生长动力学模型 |
| 3.5.1 H_2的吸附与脱附速率 |
| 3.5.2 SiH_4与 GeH_4的表面碰撞率 |
| 3.5.3 SiGe 表面生长动力学模型 |
| 3.5.4 模型的 RPCVD 实验验证 |
| 3.6 基于 Grove 理论的生长动力学模型 |
| 3.6.1 Grove 理论 |
| 3.6.2 SiGe CVD 生长的分立流密度机制 |
| 3.6.3 基于 Grove 理论的生长动力学模型 |
| 3.6.4 扩散系数 |
| 3.6.5 模型参数的确定 |
| 3.6.6 模型的 RPCVD 实验验证 |
| 3.7 基于分速度机制的生长动力学优化模型 |
| 3.7.1 SiGe 材料的合金生长特性 |
| 3.7.2 分速度机制的二聚体理论 |
| 3.7.3 分速度机制 |
| 3.7.4 基于分速度机制的生长动力学模型 |
| 3.7.5 模型参数的确定 |
| 3.7.6 模型的实验验证 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 硅基应变材料的缺陷形成机理与控制方法研究 |
| 4.1 硅基应变材料的缺陷机理 |
| 4.1.1 硅基应变材料的缺陷类型 |
| 4.1.2 失配位错与穿透位错的产生 |
| 4.1.3 硅基应变材料中的位错环 |
| 4.2 硅基应变材料的位错行为 |
| 4.2.1 位错的滑移 |
| 4.2.2 位错的攀移 |
| 4.2.3 位错的交互作用 |
| 4.2.4 位错的增殖 |
| 4.3 硅基应变材料的缺陷控制技术 |
| 4.3.1 渐变组分 SiGe 缓冲层技术 |
| 4.3.2 低温 Si 技术 |
| 4.3.3 低温 SiGe 技术 |
| 4.3.4 离子注入技术 |
| 4.4 硅基应变材料的缺陷控制实验研究 |
| 4.4.1 低温 Si 结合渐变 SiGe 缓冲层的应变 Si 材料 |
| 4.4.2 低温 Si 层结合离子注入的应变 Si 材料 |
| 4.4.3 低温 Si 结合渐变组分 SiGe 层与 Si 间隔层的应变 Si 材料 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 硅基应变材料的生长动力学与制备实验研究 |
| 5.1 RPCVD 工艺技术 |
| 5.1.1 系统结构 |
| 5.1.2 RPCVD 的工艺特性 |
| 5.2 应变 SiGe 的 RPCVD 生长动力学实验研究 |
| 5.2.1 生长速率与温度的关系 |
| 5.2.2 生长速率与 GeH_4流量的关系 |
| 5.3 硅基应变材料的 RPCVD 生长实验研究 |
| 5.3.1 基于渐变组分 SiGe 层的应变 Si/SiGe 材料 |
| 5.3.2 基于低温 Si 缓冲层的应变 Si/SiGe 材料 |
| 5.3.3 基于低温 Si 与渐变组分 SiGe 的应变 Si/SiGe 材料 |
| 5.3.4 SiGe HBT 材料 |
| 5.4 硅基应变与弛豫材料的特性表征 |
| 5.4.1 材料表面形貌及粗糙度的 AFM 表征 |
| 5.4.2 应力与 Ge 组分的 Raman 表征 |
| 5.4.3 缺陷的 TEM 表征 |
| 5.4.4 表面位错密度的 DIC 表征 |
| 5.5 机械致单轴应变 SOI 晶圆材料的制备研究 |
| 5.5.1 工艺原理 |
| 5.5.2 机械弯曲台的设计及制作 |
| 5.5.3 SOI 晶圆的制备 |
| 5.5.4 SOI 晶圆的机械弯曲与退火 |
| 5.5.5 单轴应变 SOI 晶圆的表征 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（6）CMOS有源混频器噪声及射频接收前端关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 相关研究现状 |
| 1.3 本文研究主要内容 |
| 第二章 射频接收前端及其混频器基础理论 |
| 2.1 射频接收前端理论 |
| 2.1.1 超外差式接收前端 |
| 2.1.2 直接变频接收前端 |
| 2.2 混频器理论 |
| 2.2.1 混频器的原理 |
| 2.2.2 混频器的分类 |
| 2.2.3 混频器主要性能指标 |
| 第三章 CMOS 有源混频器的噪声特性研究 |
| 3.1 序言 |
| 3.2 亚微米 CMOS 有源混频器噪声解析模型 |
| 3.2.1 简约 MOSFET 模型与开关对大信号方程 |
| 3.2.2 混频器转换增益和增益系数 |
| 3.2.3 噪声解析模型 |
| 3.2.4 模型分析验证 |
| 3.2.5 小结 |
| 3.3 包含记忆效应的 CMOS 有源混频器噪声分析 |
| 3.3.1 混频器转换增益和增益系数 |
| 3.3.2 噪声解析模型 |
| 3.3.3 模型分析验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 CMOS 有源混频器的转换增益特性研究 |
| 4.1 序言 |
| 4.2 混频器转换增益与驱动级有效跨导 |
| 4.3 不同类型本振信号下的转换增益模型 |
| 4.3.1 理想正弦波 |
| 4.3.2 正弦波存在幅度失调 |
| 4.3.3 正弦波存在相位失调 |
| 4.3.4 正弦波存在幅度、相位失调 |
| 4.4 模型分析验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 直接变频射频接收前端技术研究 |
| 5.1 序言 |
| 5.2 直接变频射频接收前端电路结构 |
| 5.2.1 转换增益 |
| 5.2.2 噪声 |
| 5.2.3 直流失调 |
| 5.3 电路仿真验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录一 线性周期时变理论推导证明 |
| 附录二 亚微米 MOSFET 简约连续噪声模型 |
| 攻博期间取得的研究成果 |
（7）基于InP/InGaAs HBT技术的单片集成光接收OEIC（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 InP基异质结双极性晶体管的研究进展 |
| 1.3 InP基光接收OEIC的研究进展 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 第二章 InP/InGaAs HBT和集成InGaAs PD器件物理及表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 InP/InGaAs SHBT 物理原理 |
| 2.3 InP/InGaAs SHBT 直流特性 |
| 2.3.1 HBT的电流组成成分 |
| 2.3.2 HBT共发射直流增益 |
| 2.3.3 BE结开启电压 |
| 2.3.4 击穿电压BVCEO |
| 2.4 InP/InGaAs SHBT 幅频特性 |
| 2.4.1 InP/InGaAs SHBT小信号电流增益 |
| 2.4.2 InP/InGaAs SHBT 频率特性 |
| 2.5 集成InGaAs PIN 探测器物理原理 |
| 2.5.1 集成InGaAs PIN探测器的DC响应 |
| 2.5.2 集成InGaAs PIN探测器的AC响应 |
| 2.6 总结 |
| 第三章 InP SHBT/PIN光接收OEIC结构设计与工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 InP SHBT/集成PIN OEIC外延结构设计 |
| 3.2.1 发射区层结构设计 |
| 3.2.2 基区层结构设计 |
| 3.2.3 集电区层结构设计 |
| 3.3 InP SHBT/集成PIN OEIC横向结构设计 |
| 3.4 InP SHBT/集成PIN OEIC 工艺制备流程 |
| 3.5 InP SHBT/集成PIN OEIC 关键工艺技术 |
| 3.6 InP SHBT/集成PIN OEIC PCM工艺监控 |
| 3.7 总结 |
| 第四章 InP SHBT/集成PIN PD器件特性和模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 InP SHBT器件特性测试和结果分析 |
| 4.2.1 直流测量和特性分析 |
| 4.2.2 频率测量和特性分析 |
| 4.3 集成探测器的特性测试与分析 |
| 4.3.1 集成PIN探测器的DC响应度测试 |
| 4.3.2 集成PIN探测器的频率测试与分析 |
| 4.4 HBT参数提取和模型建立 |
| 4.5 集成PIN探测器小信号模型 |
| 4.6 总结 |
| 第五章 InP SHBT/PIN OEIC电路设计和特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 InP SHBT/PIN光接收OEIC电路设计与分析 |
| 5.2.1 跨阻前置放大器电路结构和特性 |
| 5.2.2 共基极级联跨阻前置放大器电路分析 |
| 5.2.3 SHBT/PIN光接收OEIC电路设计 |
| 5.3 InP SHBT/PIN光接收OEIC版图设计 |
| 5.4 InP SHBT/PIN光接收OEIC特性分析 |
| 5.5 总结 |
| 第六章 10Gb/s InP SHBT共基极级联跨阻放大器研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 InP SHBT外延材料结构设计 |
| 6.3 10Gb/s共基极级联跨阻放大器电路设计和制作 |
| 6.4 InP SHBT和共基极级联跨阻放大器特性与分析 |
| 6.4.1 InP SHBT性能和表征 |
| 6.4.2 10Gb/s 共基极-发射极跨阻放大器性能和表征 |
| 6.5 总结 |
| 第七章 结论和展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 研究成果 |
（8）InP基HBT的数值仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题目的与意义 |
| 1.2 InP基HBT的发展现状与趋势 |
| 1.3 器件模拟的概述 |
| 1.4 本文的主要工作及论文结构安排 |
| 1.4.1 本文的主要工作 |
| 1.4.2 论文结构安排 |
| 第二章 InP基HBT器件结构及其物理模型 |
| 2.1 InP HBT器件工作机理 |
| 2.2 InP HBT材料参数与物理模型 |
| 2.2.1 复合模型 |
| 2.2.2 迁移率模型 |
| 2.2.3 热电子发射模型 |
| 2.3 器件仿真基本模型 |
| 2.3.1 漂移扩散模型 |
| 2.3.2 流体动力学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 InP/InGaAs异质结器件仿真研究 |
| 3.1 InP/InGaAs SHBT器件结构 |
| 3.2 InP/InGaAs SHBT的器件仿真结果与分析 |
| 3.2.1 直流特性分析 |
| 3.2.2 交流特性分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 InP基双极器件的制造技术研究 |
| 4.1 Ledge技术 |
| 4.2 空气桥工艺 |
| 4.3 自对准金属侧墙技术 |
| 第五章 研究总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的研究成果 |
| 附录A Dessis软件中定义的InP材料参数表 |
| 附录B Dessis软件中定义的In_(0.53)Ga_(0.47)As材料参数表 |
（9）0.35微米锗硅HBT工艺和器件模拟及校准方法的探讨（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 概述 |
| 第一节 模拟的锗硅HBT结构介绍 |
| 第二节 模拟软件介绍 |
| 第三节 工艺及器件模拟流程介绍 |
| 第四节 工艺及器件模拟的校准介绍 |
| 第二章 工艺模拟 |
| 第一节 工艺模拟中使用的模型介绍 |
| 第二节 工艺模拟过程 |
| 第三节 工艺模拟中的网格控制 |
| 第三章 工艺模拟的校准方法探讨 |
| 第一节 在线校准 |
| 第二节 掺杂形貌校准 |
| 第三节 利用测试的CV结果对PN节进行校准 |
| 第四章 器件特性模拟 |
| 第一节 器件模拟中使用的模型 |
| 第二节 器件模拟中求解的方程 |
| 第三节 器件模拟中网格的优化和控制 |
| 第四节 器件模拟各个特性的模拟方法 |
| 第五章 器件模拟的校准方法探讨 |
| 第一节 Gummel曲线的校准 |
| 第二节 ICVC曲线校准 |
| 第四节 BVceo,BVcbo及BVebo校准方法探讨 |
| 第五节 cutoff Frequency校准方法探讨 |
| 第六章 利用校准后的流程对新器件的特性进行模拟和预测 |
| 第七章 全文结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）InP基光接收器件的研究与制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 OEIC的概念、发展及应用 |
| 1.2 光接收机 |
| 1.3 光探测器 |
| 1.4 前置放大器 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 HBT的基本理论 |
| 2.1 HBT发展概况 |
| 2.2 HBT的原理简介 |
| 2.2.1 HBT的优越性 |
| 2.2.2 HBT与场效应晶体管(FET)的比较 |
| 2.3 衡量HBT器件特性的基本参量 |
| 2.3.1 开启(turn-on)电压 |
| 2.3.2 集电极-发射极补偿(offset)电压 |
| 2.3.3 击穿(breakdown)电压 |
| 2.3.4 增益(Current Gain) |
| 2.3.5 截止频率f_T和最高振荡频率f_(max) |
| 2.4 HBT参数提取 |
| 2.5 用于HBT器件的材料体系 |
| 2.6 HBT工艺研究进展 |
| 参考文献 |
| 第三章 InP基HBT的等效电路仿真 |
| 3.1 InP基HBT器件结构及参数提取 |
| 3.2 HBT的参数对f_T和f_(max)的影响 |
| 3.2.1 负载R_L对f_T和f_(max)的影响 |
| 3.2.2 偏压V_(BE)的变化对f_T和f_(max)的影响 |
| 3.3 光接收机的前端放大电路仿真 |
| 3.3.1 跨阻R_f对f_T和f_(max)的影响 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 APD的基本理论 |
| 4.1 光电检测器 |
| 4.1.1 PN结的光电效应 |
| 4.1.2 波长响应(光谱特性) |
| 4.1.3 光电转换效率 |
| 4.1.4 响应速度 |
| 4.1.5 暗电流 |
| 4.2 APD工作原理 |
| 4.3 APD的结构 |
| 4.4 APD的平均雪崩增益 |
| 4.5 APD的过剩噪声 |
| 4.6 APD的暗电流 |
| 参考文献 |
| 第五章 InGaAs/InP APD的后工艺制备 |
| 5.1 APD器件优化设计 |
| 5.2 InP基APD器件的材料生长结构 |
| 5.3 InP基APD器件制备 |
| 5.4 InP基APD器件测试 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间发表的学术论文目录 |
四、亚微米GeSi HBT的物理模型与数值模拟方法（论文参考文献）
- [1]硅基CMOS工艺微波MOSFET器件建模及参数提取技术研究[D]. 曹阳. 天津大学, 2020(01)
- [2]Si基InP HBT器件及电路电热特性研究[D]. 杨施政. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [3]GaN基异质结构亚毫米波IMPATT二极管研究[D]. 李秀圣. 西安电子科技大学, 2019
- [4]基于可控锗量子点的硅基微纳发光器件研究[D]. 曾成. 华中科技大学, 2016(08)
- [5]硅基应变材料生长动力学与缺陷控制研究[D]. 戴显英. 西安电子科技大学, 2012(11)
- [6]CMOS有源混频器噪声及射频接收前端关键技术研究[D]. 郭本青. 电子科技大学, 2011(12)
- [7]基于InP/InGaAs HBT技术的单片集成光接收OEIC[D]. 蔡道民. 西安电子科技大学, 2011(12)
- [8]InP基HBT的数值仿真研究[D]. 康亮. 西安电子科技大学, 2011(07)
- [9]0.35微米锗硅HBT工艺和器件模拟及校准方法的探讨[D]. 夏春秋. 复旦大学, 2010(08)
- [10]InP基光接收器件的研究与制备[D]. 张欣. 北京邮电大学, 2010(03)