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半导体集成电路、单片和多片集成电路

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一、半导体集成电路、单片和多片集成电路(论文文献综述)

许海涛,彭练矛[1](2021)在《碳基集成电路技术研究进展与展望》文中研究说明【目的】人工智能、大数据等领域的发展对芯片算力和能效的要求越来越高,硅基芯片技术受到功耗墙、存储墙和尺寸缩减等限制,面临日益严峻的挑战,需要新的沟道材料和新的芯片架构推动信息电子产业的继续向前,碳纳米管CMOS技术是目前最具潜力的下一代集成电路技术。【方法】针对碳纳米管集成电路发展中需要突破的关键性技术,分别从芯片用碳纳米管材料、碳纳米管晶体管技术和系统集成三个方面,阐述其研究进展,分析其面临的挑战和需要解决的问题。【结果】碳纳米管集成电路技术经过二十多年的发展,在材料、器件和系统集成等方面均取得了重大进步与突破,包括高纯度半导体碳纳米管阵列材料的制备、接近理论极限的高性能弹道碳纳米管晶体管器件、碳纳米管三维单片集成系统等。【结论】碳纳米管是构建场效应晶体管的理想沟道材料,可以实现高速低功耗的弹道输运,结合三维单片集成的架构优化,碳纳米管集成电路技术在性能、功耗、面积、功能集成、成本等方面将展现出巨大的优势,满足未来信息处理对芯片的需求。

周猛[2](2021)在《毫米波单片集成混频器设计技术研究》文中认为随着低频端通信频段越来越拥挤,微波及其以下频带的频率已逐渐满足不了现代电子通信的需求。世界无线电通信大会(WRC)已经明确下一代超宽带通信技术采用的通信频率将延伸到毫米波波段。砷化镓和单片技术的快速发展也不断为研究毫米波集成电路提供新的热点。其中,光纤-无线通信系统技术(RoF)利用光毫米波接收技术把光纤通信的巨大带宽与毫米波超高频率通信技术融合起来,可以有效解决超宽带高频率通信技术的难题。在光毫米波频段接收技术中,混频器是实现频率变化的核心,它的性能直接决定了整个RoF系统的质量。因此在毫米波通信中,研发设计高性能、高质量的单片集成毫米波频段混频器显得极其重要。本文基于0.15μm PHEMT GaAs工艺设计了一款单片集成基波镜像抑制混频。在基波镜像抑制混频器整体电路中,通过Wilkinson功分器将等幅度同相位的本振信号源馈入到一对PHEMT管的栅极,采用Lange耦合器将接收到的射频信号等幅度正交相位的馈入到PHEMT管的漏极端口,最后将相位正交的两路中频信号分别从上、下两支混频管漏极取出。联合仿真结果表明:基波镜像抑制混频器在射频信号33~40GHz,本振功率10dBm,变频损耗小于11dB,镜像抑制度大于24dB,达到了预设指标。同时,考虑到不同的毫米波信号接收机可提供的本振源功率能力不同。为了能够降接收机对本振荡源输出稳定的毫米波同频段信号的高要求,本文采用上述同种工艺还设计了一款单片集成二次谐波镜像抑制混频器。在谐波镜像抑制混频器中,采用本振信号的二次谐波与接收到的射频信号进行混频,大大降低了整体接收机的实现难度、成本。该谐波混频器采用双Marchand Balun结构将等幅度同相位的本振信号分别馈到一对PHEMT管的栅极,再采用Lange耦合器将等幅度正交相位的射频信号馈到对应的PHEMT管的漏极,最后从上下两对PHEMT管漏极端取出正交输出的中频信号。联合仿真结果表明:二次谐波镜像抑制混频器在射频信号33-40GHz,本振功率18dBm,变频损耗小于18dB,镜像抑制度17~32dB,基本达到了预设指标。

乔明,袁柳[3](2021)在《功率集成器件及其兼容技术的发展》文中提出功率集成器件在交流转直流(AC/DC)电源转换IC、高压栅驱动IC、LED驱动IC等领域均有着广泛的应用。介绍了典型的可集成功率高压器件,包括不同电压等级的横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)以及基于硅和SOI材料的横向绝缘栅双极型晶体管(LIGBT),此外还介绍了高低压器件集成的BCD工艺和其他的功率集成关键技术,包括隔离技术、高压互连技术、d V/dt技术、di/dt技术、抗闩锁技术等,最后讨论了功率集成器件及其兼容技术的发展趋势。

高希红[4](2021)在《高速高精度模数转换器分辨率提升应用验证及拉偏测试》文中进行了进一步梳理高速高精度模数转换器(Analog-Digital Convert)在数据采集领域的地位越来越突出。作为模拟和数字信号转换器件,ADC的性能和指标对采集系统整体的功能起决定性作用。ADC的分辨率越高,转换的精度也越高,对微小的信号识别能力也越强,就目前国内集成电路的发展状况而言,利用多片低量化位数的ADC来提升系统的分辨率也是重点研究内容之一。与此同时,由于国内集成电路发展较国外晚,能够有效评估ADC的指标性能也是国内集成电路研究的热门方向。本文主要以提升系统的分辨率以及高效测试ADC在最差环境条件下性能指标为主题展开研究。本论文基于AD9690模数转换器设计了AD9690分辨率提升应用验证板卡和AD9690拉偏测试板卡。应用验证主要是针对如何提高系统的分辨率进行设计。系统分辨率的提升以并行采样求和法作为研究的基本理论依托,其主要的原理是降低系统噪声比重,从而提高信噪比来达到提升系统分辨率和有效位数的目的。为了高效率的完成ADC的指标测试,本文设计了覆盖手册规定的环境条件拉偏功能,并用可编程控制的方式来简化测试流程。在拉偏条件下实现静态指标和动态指标的测试。本文主要完成的工作如下:1、根据指标的要求,对分辨率提升的基本原理进行分析,依据时间同步并行采样求和理论用4片AD9690芯片完成系统分辨率提升总体方案的设计。根据AD9690芯片的拉偏条件要求,按照功能分模块化对拉偏测试方案进行设计。2、设计分辨率提升应用验证系统的硬件电路,硬件设计包括信号调理电路、多ADC同步电路以及低抖动时钟电路。逻辑设计包括基于JESD204B接口的采集数据预处理和解映射、多ADC同步逻辑以及高速数据流的同步缓存。3、根据拉偏测试系统的功能要求完成了其硬件电路和逻辑设计。包括供电电压拉偏、共模电压拉偏、时钟拉偏、输入信号拉偏以及电压监控等电路的设计。4、详细阐述ADC的动态参数和静态参数以及相关指标的常用测试方法。搭建了测试平台,在实验室条件下完成系统分辨率的提升指标和拉偏条件下ADC的指标测试。通过对上述研究内容的设计。本文利用AD9690芯片实现了系统分辨率的提升以及指标规定的拉偏功能的设计,并应用正弦直方图和FFT的方法分别对静态指标和动态指标进行了测试,测试指标与手册差异较小。

夏欢[5](2021)在《基于外延工艺开关三极管产品滑移线缺陷改善的研究》文中认为硅外延在半导体器件中扮演着重要的角色,而外延层品质的高低对产品最终的电性参数有着重要的影响,本文对目前业内比较常用的硅外延炉及其工艺原理进行了分析介绍,并对外延工艺的要求及质量表征方式进行了说明,重点研究基于LPE2061外延炉加工开关三极管产品如何改善滑移线缺陷问题。滑移线是在外延生长过程中产生的,产生滑移线的机理为衬底制备过程中产生的机械损伤,高温外延层生长过程中产生的热应力,两者共同作用下的总应力大于外延温度下引起晶体滑移的临界应力值,便产生大量滑移位错,俗称滑移线[1]。以外延炉加工开关三极管产品为例,当上层滑移线缺陷严重时,会导致漏电现象严重,导致加工产品的良率大幅度下降。本文以对外延滑移缺陷敏感的开关三极管作为研究载体,通过六组不同的实验验证改善滑移线的方法,包括:不同升温速率、温场分布、淀积步骤温度、生长厚度、衬底背封及倒角和气流模型。通过对外延设备备件间匹配性的研究改善温度分布均匀性,对加工工艺程序进行优化,通过温度降低及衬底倒角改善,有效降低了滑移线缺陷,对提升产品的良率具有重要意义。

杨益林[6](2020)在《太赫兹成像系统前端技术》文中指出太赫兹波泛指频率在100GHz到10THz之间的电磁波,又称为亚毫米波或者远红外光。其电磁频谱处于传统电子学向光子学的过渡区,因此具有频带宽、量子能量低、透射性好等优点。太赫兹技术在高速通信、生物医疗、射电天文、空间探测、安全检测等领域具有广泛的应用前景。在众多应用中,成像技术一直是太赫兹科学领域的前沿课题和研究热点,受到了各国政府和科研机构的高度重视。太赫兹成像系统可以实现高分辨率成像、微小目标探测、复杂环境下的目标探测以及隐身目标探测,可用于战场环境侦察、公共场所安全检查、医学疾病诊断、无损探伤等领域。太赫兹成像前端的研究水平,包括高稳定度太赫兹波源和高灵敏度探测器的性能指标,一直是决定太赫兹成像技术发展水平的关键因素。本文基于固态太赫兹技术,从半导体器件机理和建模入手,对太赫兹成像系统中的关键电路(倍频器和混频器)开展深入研究,旨在打破国外的技术垄断,开发出具有自主知识产权的太赫兹肖特基二极管、高性能太赫兹关键电路和太赫兹成像前端,推动太赫兹成像系统的全面国产化。本文主要研究内容包括以下几个方面:(1)太赫兹混频技术。混频器是太赫兹接收机的核心电路,决定了接收机的整体性能。本文自肖特基二极管建模与参数分析入手,提出二极管“场–路”结合的建模方法。为了提升混频二极管性能从而提升太赫兹混频器的整体性能,分析了二极管寄生参量对混频器变频损耗和噪声温度的影响,并提出了低寄生参量混频二极管的设计方法,该研究成果可以在未来指导国产太赫兹混频二极管结构和工艺参数的进一步优化。基于混频二极管理论,利用国产混频二极管研制了220GHz和330GHz混合集成分谐波混频器,性能均接近国际先进水平。此外,结合单片集成电路的发展,利用国产二极管工艺研制了220GHz砷化镓单片集成混频器。通过将肖特基混频二极管集成在电路基片上提升电路集成度。同时优化二极管结构尺寸,减小二极管寄生参量,从而降低混频器的变频损耗和噪声温度。实验结果与仿真预测吻合较好,验证了二极管建模准确性和电路优化方法的有效性。(2)太赫兹高效率倍频技术。固态倍频链路是当前太赫兹雷达发射前端的主要实现形式。本文针对220GHz视频合成孔径雷达的应用需求,利用国产肖特基变容二极管开展高效率220GHz三倍频器研究。首先从变容二极管的工作机理和建模方法入手,建立了二极管的精确三维电磁仿真模型。考虑肖特基二极管热效应对二极管和电路性能的影响,本文将“电–热”分析方法引入倍频器研究中。通过建立倍频二极管“电–热”仿真模型,将二极管阳极结温度纳入倍频器的电路仿真中,以此提高电路分析的准确性;这种方法的使用在国内尚属首次。基于倍频器热仿真分析,本文选用具有高热导率的Al N基板进行220GHz三倍频器设计。实验结果表明本文中的220GHz三倍频器峰值输出功率为38.2m W,峰值倍频效率为17.8%,为当前所有公开文献中同频段三倍频器之最。同时,基于“电–热”分析的仿真方法与传统的仿真方法相比,仿真结果与实测结果更为一致,验证了本文使用的“电–热”分析法的有效性。(3)太赫兹集成接收前端研究。小型化和集成化已成为当前太赫兹前端和系统发展的必然趋势。本文开展220GHz宽带集成接收前端研究,在研究中发现本振倍频器与太赫兹混频器不经匹配直接相连会导致混频器和宽带接收机前端性能的恶化。为了解决这一问题,本文总结了基于负载牵引阻抗提取方法和谐波平衡仿真法的太赫兹接收机前端中混频器与本振倍频器的级间匹配方法。利用该方法研制的220GHz集成接收前端性能优于220GHz混频器与110GHz倍频器直接级联得到的接收机前端,同时,模块整体尺寸减小了50%,在保证前端性能的同时实现了接收机前端的小型化。(4)太赫兹成像前端系统验证。在完成太赫兹成像前端关键电路的基础上,本文继续开展太赫兹成像系统实验研究,通过太赫兹成像结果检验太赫兹成像前端的性能。首先利用220GHz和330GHz低噪声混频器搭建了辐射计实验系统。实验结果表明,220GHz辐射计和330GHz辐射计的亮温灵敏度分别为0.46K和0.33K。随后利用两个频段的辐射计搭建了太赫兹机械扫描被动成像系统。系统成像效果良好,验证了太赫兹被动成像前端的良好性能。除此之外,本文同时开展了330GHz逆合成孔径雷达和220GHz视频合成孔径雷达的实验研究。本文中报道的330GHz混合集成混频器、220GHz混合集成混频器和220GHz高效率倍频器为这两套主动成像系统的核心模块。这两套高分辨雷达系统的成像结果进一步验证了太赫兹主动成像前端的性能。

梁世维[7](2020)在《基于4H-SiC BJT的单片集成智能功率芯片关键技术的研究》文中指出随着电力电子应用要求的不断提高和应用领域的不断拓展,诸如航空航天、石油勘探和开采、清洁能源和国防安全建设等领域对电力电子系统提出了耐更高温度(>300℃)和具有更强可靠性与鲁棒性的要求。功率器件作为电力电子系统的关键核心元件面临着同样的发展挑战。然而,仅仅只有高性能的功率器件是远远不够的,如果驱动电路仍采用传统的硅基器件则整个电力电子系统仍难以在特种环境中工作。因此,有必要设计高性能的SiC集成电路来完成对SiC功率器件的驱动和控制。通过将功率器件与集成电路进行一体化集成,功率集成电路可以有效减小电路杂散参数,增加和增强功率器件的功能,是推动电力电子系统实现提效节能、小型轻量和更高可靠性与鲁棒性等目标的重要方法。发展至今,SiC功率集成电路已经实现了分立器件和一些模拟或逻辑电路的封装集成,但更高集成水平的单片功率集成技术仍处于初级探索阶段。为了满足未来对高温高可靠性、高频高效率和小型轻量化的SiC电力电子系统的需求,本论文开展了基于SiC BJT的单片集成智能功率芯片关键技术的初步探索,研究内容具体包括:(1)新型SiC单片集成智能功率芯片结构设计与优化;(2)SiC功率集成电路中新型隔离结构设计与验证;(3)SiC单片功率集成电路兼容性工艺设计与验证;(4)SiC器件库模型建立及其在电路辅助设计中的应用。本论文的研究具有以下创新:(1)提出了基于SiC BJT的单片集成智能功率芯片结构。在SiC BJT器件结构基础上提出了一种适合于单片集成的SiC LBJT结构和一种SiC BJT/二极管集成结构,解决了功率集成技术中的器件设计基础难题。通过TCAD仿真分析器件的基本特性和背栅效应下的开关特性并结合实验流片,验证了新型SiC LBJT作为单片集成功率芯片核心器件的可行性。考虑到功率器件通常需要反并联二极管作为续流,本论文以SiC BJT/二极管集成器件为例,提出了一种在两器件之间引入耐压保护环来减缓电场集中效应的办法,并成功研制了耐压超过1200V的SiC BJT/JBS集成芯片样品,解决了SiC集成功率器件耐压退化的问题。该研究为后续研制SiC单片集成智能功率芯片奠定了坚实的器件基础。(2)提出了一种“浅沟槽隔离+自隔离+半绝缘结构隔离”的组合型隔离方案,并重点对在SiC中采用钒离子注入形成半绝缘结构的方法进行了研究。钒离子掺杂进SiC材料后会替换SiC晶格中的Si位,并具有VSi3+、VSi4+和VSi5+三种可能的电荷状态,因此在SiC中既可作为深能级的施主,也可作为深能级的受主,进而通过补偿作用可以使SiC衬底和外延层恢复半绝缘特性。据此,本论文通过进一步的实验研究成功将SiC外延层的特征导通电阻从10.8mΩ·cm2提高到了1.92×106Ω·cm2,也即其电阻率提高了1.8×108倍,证明了通过钒离子注入在SiC外延层中选择性形成半绝缘隔离结构的可行性,为实现SiC功率集成电路器件间的隔离提供了一种新方案。该研究有望推动SiC功率集成电路的进一步发展。(3)设计了一套SiC单片功率集成电路的制备工艺。在分析SiC功率器件和功能性集成电路制备工艺之间差异性的基础上,设计了一套具有高度兼容性的单片功率集成电路的制备工艺。以SiC功率BJT和小信号的SiC LBJT为例,本论文采用兼容性工艺在同一外延片同步制备了SiC功率BJT和小信号SiC LBJT,并分别测试分析它们的器件特性,从而验证了兼容性工艺方案的可行性。该研究为后续实现基于SiC BJT的单片集成智能功率芯片奠定了坚实的工艺基础。(4)建立了可在宽温度和宽电流范围内准确预测SiC BJT特性的SPICE半物理模型。忽略由SiC/SiO2界面态引起的界面复合效应是影响SiC BJT建模精准性的重要原因,通过采用SRH复合理论分析SiC/SiO2界面特性,提出了用一个理想因子约为2的二极管来表征界面复合效应,解决了界面复合效应难以表征的难题,并据此建立了可在宽电流和宽温度范围内准确预测SiC BJT和SiC LBJT特性的新型SRGP半物理模型。将SRGP模型应用于等比例智能驱动电路、或非门、差分放大电路和推挽式驱动电路的设计,验证了新模型在辅助电路设计中的可行性。该研究可为后续设计和应用单片集成智能功率芯片提供有用的器件库模型。本论文的研究工作主要致力于推动SiC单片功率集成技术的发展,为解决耐高温高可靠性电力电子系统中的关键科技问题提供解决方案和必要的技术储备。通过研发并应用单片集成的SiC智能功率芯片有望提升电力电子系统的性能,促进航空航天、石油勘探和开采、清洁能源和国防安全建设等领域的发展。

吕肖林[8](2020)在《0.3THz单片集成倍频器》文中提出太赫兹技术在气象监测,医学影像,安检成像,无线通信等领域有重要的应用价值。太赫兹频段之所以长时间得不到利用和开发,是因为缺少能应用在此频段的电子器件,尤其是缺少能提供必要信号功率和可频率捷变的信号源。其中全固态太赫兹倍频源凭借结构紧凑,尺寸小,低直流输入功率等优点备受关注。全固态太赫兹源将输入的微波毫米波低频信号经非线性倍频,输出所需太赫兹频段信号。660GHz是大气窗口之一,可以用来探测大气湿度廓线为气象探测助力,本文研制330GHz三倍频器作为驱动660GHz分谐波混频器的本振源。目前国内太赫兹倍频器研究主要采用混合集成电路形式,难以做到较高频率,实际测试水平亦难以接近仿真水平。故本文就单片集成电路形式的330GHz三倍频器研究以如下工作展开,分析平面肖特基二极管整流接触、欧姆接触的形成和特点,给出二极管的I-V、C-V关系。定性定量分析表面沟道平面肖特基势垒二极管的管芯模型和三维电磁模型以及影响二极管特性的各个因素,结合加工单位工艺要求,给出二极管的设计准则和仿真优化方法,最后研制本文所需的330GHz单片集成平面肖特基势垒二极管。在研制好的二极管基础上研究倍频器电路的仿真方法,给出更为高效地仿真优化方法,最后研制出用于驱动660GHz分谐波混频器的330GHz单片集成三倍频器。单片电路采用12um厚的GaAs作为基片材料和二极管基底,电路拓扑采用二极管同向并联的结构,实验结果表明,输入功率为20mW时,输出功率最大为0.451mW,对应的倍频效率为2.26%。本文的研究结果可为国内相应以及更高频段的单片集成三倍频器研制积累宝贵的研究经验。

孙宏亮[9](2020)在《硅基光源单片集成研究及其光电驱动应用探索》文中进行了进一步梳理微电子技术的飞速发展对集成电路的内部互连方式提出了更高的要求,电互连在延时等方面逐步展露弊端,使得光互连走入大家的视线。光互连利用光源将电信号转换成光信号,并通过一定的耦合方式将光信号传输到光探测器中,在光探测器中将光信号还原为电信号。光互连具有延时小、信号之间互不干扰的优点,是传统金属互连的最佳替代方案之一。基本的光互连系统由光源、光波导和光探测器组成。III-V族光源复杂的制造工艺带来成本高的缺点,关键是该类光源与硅集成电路制造工艺难以兼容。如果利用硅作为发光材料并实现集成光源,不仅具有与集成电路工艺兼容的优点,还能减少生产设备的更新。因此制造一款集成、高效的硅光源一直是光互连领域的热点、难点。本文主要针对硅光源单片集成技术,从单片集成硅基光源结构、发光机理和光电特性出发,对一种利用PN结雪崩倍增过程实现发光的光源展开研究。基于现有的集成电路制造工艺,本文提出了一种可以单片集成的多晶硅雪崩模式光源(P-SiAvLED)。该光源由硅衬底、氧化硅层、多晶硅层和氧化硅保护层自下而上堆叠形成。器件的有源区、发光区均为N+PN+PN+掺杂的多晶硅层。我们从器件的结构出发,对其耗尽区电场、器件电容进行分析,并建立该器件的高频小信号模型。随后,我们对器件的光电特性进行了测试与分析。测试数据及计算结果表明,P-SiAvLED的阈值电压在16 V左右,当电压处于16 V30 V之间时,可以发出橙黄色的光。P-SiAvLED的光谱是连续光谱,波长范围覆盖450 nm900 nm。当流过器件的电流达到40 mA时,其发光强度可以达到微瓦数量级,光电转换效率达到10-6数量级。单波长的外量子效率、功率转换效率,分别达到了10-7和10-8数量级。该器件的电致发光光谱具有五个光强峰,峰位大致在550 nm、580 nm、620 nm、680 nm、770 nm。光谱数据表明,相同驱动电流下,该器件更倾向于发射能量为1.8 eV(波长680 nm)的光子。我们发现器件两端电压处于24 V27 V时,电流随电压近乎线性变化,同时器件的光强随驱动电流线性变化。考虑到硅光探测器的光谱响应度与P-SiAvLED有重合波段,可以认为在全硅光电集成电路中使用P-SiAvLED组成光互连系统代替传统的电互连是一种可行的思路。

白鹏虞[10](2020)在《石英晶片多片旋转式清洗设备的设计与研究》文中研究指明近年来,半导体技术的不断进步也带动了上游特殊材料和装备行业的快速发展。在半导体器件生产制造的所有制程中几乎每道工序都面临着晶片清洗问题,晶片清洗的好坏对器件性能有严重影响。晶片的清洗方法到目前为止有两种,一种是湿法清洗,另一种是干法清洗。目前湿法清洗方法为主流的晶片清洗方法。研发新型专用清洗设备及相关技术,是下一代晶片技术高产量,高性能的重要保证。而目前晶片湿法清洗方式中,晶片多片不旋转式清洗方式虽然清洗效率高但清洗效果较差,晶片单片旋转式清洗方式虽然清洗效果好但清洗效率低,因此,研发一种全新的晶片多片旋转式的清洗方式,既可以保证高的清洗效果又可以提高清洗效率,对晶片多片旋转式清洗设备的发展与研究意义重大。本文以石英晶片多片旋转式清洗设备为研究对象,主要研究内容如下:(1)对晶片多片旋转式清洗设备进行机械结构的设计,结合本课题所提出全新的多片旋转式清洗方式的特点,设计机械手各个传动机构的结构、尺寸及选型,使用Solidworks三维绘图软件进行建模。并对机械手进行理论分析,利用ANAYS Workbench进行关键部件的模态分析,避免振动机构共振现象的发生;对机械手的运动学和动力学进行理论分析,建立运动学和动力学方程,利用ADAMS软件进行虚拟样机的整机动态分析,分析机械手末端托盘的位移、速度、加速度、凸轮与滚子间接触力及接触力矩曲线,以此来分析机械手的动力学性能。(2)根据石英晶片多片旋转式清洗设备的结构及工艺难点,给出解决方案完成控制系统的设计。结合具体要求,进行控制系统的总体结构设计、系统工作原理及其生产过程中可以选择的工作模式。进行控制系统硬件设计,PLC选型及控制系统电路设计。给出控制系统输入输出点分配情况。在编程软件中对其进行硬件组态,编写整机控制程序。对上位机监控界面进行设计,并结合触摸屏对其进行联机调试。(3)对研发的石英晶片多片旋转式清洗设备进行工艺试验,根据所需要腐蚀清洗的石英晶片设计晶片夹具、花篮、机械手托盘,根据石英晶片腐蚀工艺进行试验,采用KLAALPHA-IQ台阶仪对晶片试验后挠性桥梁厚度进行测量,验证试验结果腐蚀深度是否符合工艺要求。本文的相关研究有利于推动晶片湿法清洗工业向更高效率更高良品率的方向发展,满足生产高性能、高可靠性、和成本更高的先进晶片器件的不断增长的要求,为实现更高效率和良率的晶片湿法清洗奠定了理论和技术基础。

二、半导体集成电路、单片和多片集成电路(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、半导体集成电路、单片和多片集成电路(论文提纲范文)

(1)碳基集成电路技术研究进展与展望(论文提纲范文)

引 言
1 碳纳米管集成电路技术研究进展
    1.1 芯片用碳纳米管材料
    1.2 碳纳米管晶体管技术
        (1)无掺杂碳基CMOS技术
        (2)碳纳米管晶体管的尺寸缩减和弹道输运
        (3)碳纳米管晶体管的高k栅介质制备
    1.3 碳纳米管集成电路
        (1)碳纳米管中大规模集成电路
        (2)碳纳米管三维单片集成系统
        (3)高速碳纳米管集成电路
2 挑战
    2.1 高品质碳纳米管阵列薄膜的可控制备
    2.2 面向应用的碳纳米管晶体管技术
        (1)高性能高可靠性N型碳纳米管晶体管的制备
        (2)碳纳米管晶体管阈值电压的控制
        (3)满足综合性能指标的器件结构和工艺开发
    2.3 三维单片集成系统的优化设计
3 总结与展望
利益冲突声明

(2)毫米波单片集成混频器设计技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 毫米波概述
        1.1.2 毫米波通信系统概述
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题简介
        1.3.1 技术指标
        1.3.2 论文简介
第2章 单片微波集成电路技术简介
    2.1 MMIC基片材料类型
    2.2 无源器件类型
    2.3 有源器件类型
        2.3.1 双极型晶体管
        2.3.2 场效应晶体管
    2.4 MMIC设计流程与工艺
        2.4.1 MMIC设计流程
        2.4.2 MMIC设计软件选择
        2.4.3 MMIC工艺流程
    2.5 本章小结
第3章 毫米波混频器原理
    3.1 混频分类
        3.1.1 二极管混频
        3.1.2 电阻型场效应管混频
        3.1.3 有源场效应管混频
    3.2 电阻型场效应晶体管混频器简介
        3.2.1 电阻型场效应管混频器基本原理
        3.2.2 电阻型场效应管混频器的结构
    3.3 镜像抑制混频器的原理
        3.3.1 加装滤波器式镜像抑制混频器
        3.3.2 相位平衡式镜像抑制混频器
    3.4 混频器的技术指标
        3.4.1 变频损耗
        3.4.2 端口隔离度
        3.4.3 镜像抑制度IRR
        3.4.4 噪声系数
        3.4.5 交调系数
        3.4.6 动态范围
    3.5 本章小节
第4章 Ka波段基波镜像抑制混频器
    4.1 基波混频器基本设计方案
    4.2 基波混频器件分析
    4.3 Wilkinson功分器
    4.4 Lange耦合器设计
    4.5 整体电路版图设计和仿真
        4.5.1 芯片整体电路设计
        4.5.2 芯片仿真结果
    4.6 本章小节
第5章 Ka波段二次谐波镜像抑制混频器
    5.1 谐波混频器基本设计方案
        5.1.1 谐波混频的理论基础
        5.1.2 二谐波镜像抑制混频器的整体设计
    5.2 二次谐波混频单元分析
    5.3 电容加载式Marchand Balun设计
    5.4 整体电路版图设计和仿真
        5.4.1 芯片整体电路设计
        5.4.2 芯片仿真结果
    5.5 本章小节
第6章 结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文和研究成果
致谢

(3)功率集成器件及其兼容技术的发展(论文提纲范文)

1 引言
2 功率集成器件
    2.1 LDMOS
    2.2 LIGBT
3 功率集成电路工艺
4 功率集成技术
    4.1 隔离技术
        4.1.1 自隔离技术
        4.1.2 结隔离技术
        4.1.3 介质隔离技术
    4.2 高压互连技术
        4.2.1 厚介质层互连技术
        4.2.2 掺杂优化技术
        4.2.3 场板屏蔽技术
        4.2.4 自屏蔽技术
    4.3 抗d V/dt技术与di/dt技术
    4.4 抗闩锁技术
    4.5 版图技术
5 展望
    5.1 低Qg技术
    5.2 Ga N、Si C功率器件及其集成技术
    5.3 部分SOI
6 结束语

(4)高速高精度模数转换器分辨率提升应用验证及拉偏测试(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 项目研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本论文的研究意义与贡献
    1.4 研究内容与结构安排
第二章 ADC分辨率提升应用验证与拉偏测试总体方案设计
    2.1 ADC分辨率提升应用验证总体方案设计
        2.1.1 分辨率提升技术原理分析
        2.1.2 信号调理通道方案设计
        2.1.3 JESD204B接口的多ADC同步方案设计
        2.1.4 多ADC同步低抖动时钟方案设计
    2.2 ADC条件拉偏总体方案设计
        2.2.1 电源拉偏方案设计
        2.2.2 时钟频率拉偏方案设计
        2.2.3 共模电压拉偏方案设计
        2.2.4 电压监控方案设计
    2.3 主要器件选型
        2.3.1 模数转换器选型
        2.3.2 时钟芯片选型
        2.3.3 可编程逻辑器件选型
    2.4 本章小结
第三章 分辨率提升应用验证板硬件及逻辑设计
    3.1 分辨率提升应用验证板硬件设计
        3.1.1 信号调理通道硬件电路设计
        3.1.2 ADC外围电路硬件设计
        3.1.3 多ADC同步低抖动时钟电路硬件设计
    3.2 分辨率提升应用验证板逻辑设计
        3.2.1 基于JESD204B的数据采集预处理
        3.2.2 JESD204B链路解映射逻辑设计
        3.2.3 JESD204B多 ADC同步逻辑设计
        3.2.4 多ADC同步高速数据流缓存逻辑设计
    3.3 分辨率提升适用条件
    3.4 本章小结
第四章 ADC拉偏测试板硬件及逻辑设计
    4.1 ADC拉偏测试板硬件电路设计
        4.1.1 电压拉偏模块硬件电路设计
        4.1.2 共模电压拉偏硬件电路设计
        4.1.3 时钟频率拉偏硬件电路设计
        4.1.4 电压监控硬件电路设计
    4.2 ADC拉偏测试板硬件逻辑设计
        4.2.1 模数转换器及锁相环的配置
        4.2.2 高速数据流存缓存辑设计
    4.3 本章小结
第五章 系统测试与分析验证
    5.1 ADC的参数及测试方法
        5.1.1 ADC的静态参数
        5.1.2 静态参数的测试方法
        5.1.3 ADC的动态参数
        5.1.4 动态参数的测试方法
    5.2 分辨率提升应用验证板系统测试与指标分析
        5.2.1 分辨率提升应用验证平台的搭建
        5.2.2 分辨率指标验证
    5.3 ADC拉偏测试板系统调试与指标分析
        5.3.1 ADC拉偏测试平台的搭建
        5.3.2 ADC指标测试验证
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 课题结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果

(5)基于外延工艺开关三极管产品滑移线缺陷改善的研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
英文缩写、符号清单与术语表
1 绪论
    1.1 课题研究的意义及背景
    1.2 国内外滑移线缺陷研究现状
    1.3 论文研究的内容
    1.4 本章小结
2 硅外延原理与外延缺陷
    2.1 外延的定义
    2.2 外延的分类
    2.3 硅外延原理
    2.4 常用外延炉设备介绍
    2.5 外延的工艺制程
    2.6 外延的主要监控参数及量测设备
    2.7 外延生长中的缺陷
    2.8 本章小结
3 滑移线产生原理及对开关三极管缺陷的影响
    3.1 滑移线产生原理
    3.2 开关三极管加工工艺流程
    3.3 外延滑移线缺陷对开关三极管产品良率的影响
    3.4 不同外延炉产品滑移线缺陷对比
    3.5 本章小结
4 滑移线缺陷实验设备与验证方案
    4.1 外延炉设备结构
    4.2 开关三极管外延层生长工艺过程
    4.3 实验方案
    4.4 本章小结
5 外延滑移线缺陷产生原因研究及试验结果分析
    5.1 不同升温速率对滑移线缺陷的影响
    5.2 温场分布对外延滑移线缺陷的实验分析
    5.3 淀积步骤温度对外延滑移线产生分析
    5.4 生长厚度对外延滑移线缺陷的影响
    5.5 衬底背封及倒角对外延滑移线缺陷的分析测试
    5.6 滑移线与机台气流模型的对应关系
    5.7 本章小结
6 总结和展望
    6.1 主要研究工作
    6.2 展望
参考文献
作者简历

(6)太赫兹成像系统前端技术(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与选题意义
    1.2 太赫兹被动成像系统及前端发展动态
    1.3 太赫兹主动成像系统及前端发展动态
    1.4 太赫兹关键电路发展动态
        1.4.1 太赫兹混频器国内外发展动态
        1.4.2 太赫兹倍频器国内外发展动态
    1.5 本文研究内容及章节安排
第二章 基于平面肖特基二极管的太赫兹混频器研究
    2.1 引言
    2.2 平面肖特基混频二极管
        2.2.1 肖特基二极管等效电路模型及关键参数
        2.2.2 混频二极管三维电磁模型
        2.2.3 低寄生参量太赫兹混频二极管
        2.2.4 表面沟道肖特基二极管制作工艺
    2.3 太赫兹混合集成分谐波混频器研究
        2.3.1 太赫兹混合集成混频器优化方法
        2.3.2 220GHz混合集成分谐波混频器
        2.3.3 330GHz混合集成分谐波混频器
    2.4 2 0GHz宽带单片集成混频器
        2.4.1 单片集成混频器技术
        2.4.2 220GHz单片集成混频二极管优化
        2.4.3 220GHz单片集成混频器仿真优化
        2.4.4 220GHz单片集成混频器实验研究
    2.5 本章小结
第三章 固态太赫兹高效率三倍频器研究
    3.1 引言
    3.2 肖特基倍频二极管分析与建模
        3.2.1 肖特基变容二极管理论
        3.2.2 肖特基倍频二极管建模与分析
    3.3 太赫兹三倍频器研究
        3.3.1 太赫兹三倍频电路
        3.3.2 太赫兹倍频二极管“电–热”模型
        3.3.3 太赫兹高效率倍频器研究
        3.3.4 220GHz高效率三倍频器仿真优化
        3.3.5 220GHz高效率三倍频器实验研究
    3.4 本章小结
第四章 太赫兹集成接收前端研究
    4.1 引言
    4.2 太赫兹集成接收机前端研究背景
    4.3 110GHz宽带三倍频器
        4.3.1 110GHz宽带三倍频器电路
        4.3.2 110GHz宽带三倍频器仿真优化
        4.3.3 110GHz宽带三倍频器实验研究
    4.4 220GHz宽带集成接收机前端仿真优化
        4.4.1 分立模块组合太赫兹接收机前端性能分析
        4.4.2 太赫兹接收机前端中倍频器与混频器级间匹配优化方法
        4.4.3 220GHz宽带集成接收机前端仿真
    4.5 220GHz宽带集成接收机前端实验研究
    4.6 本章小结
第五章 太赫兹成像前端系统验证
    5.1 引言
    5.2 太赫兹被动成像系统验证
        5.2.1 太赫兹被动成像简介
        5.2.2 太赫兹平面扫描被动成像系统组成
        5.2.3 太赫兹宽带辐射计研究
        5.2.4 天线、伺服系统及数据采集
        5.2.5 太赫兹平面扫描被动成像系统实验结果
    5.3 太赫兹主动成像系统验证
        5.3.1 太赫兹合成孔径雷达简介
        5.3.2 330GHz逆合成孔径雷达系统
        5.3.3 220GHz视频合成孔径雷达系统
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文研究工作总结
    6.2 论文的主要创新点
    6.3 未来展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果

(7)基于4H-SiC BJT的单片集成智能功率芯片关键技术的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 碳化硅功率器件概述
        1.2.1 碳化硅材料的优势
        1.2.2 碳化硅功率器件发展现状
        1.2.3 SiC BJT的优势
    1.3 碳化硅功率集成技术概述
        1.3.1 功率集成技术简介
        1.3.2 碳化硅功率集成技术的发展现状
    1.4 本文主要研究工作
第2章 功率集成结构器件部件设计与优化
    2.1 TCAD仿真模型及参数
    2.2 SiC BJT设计与优化
        2.2.1 关键静态电学参数
        2.2.2 SiC功率BJT元胞参数优化
        2.2.3 小信号SiC LBJT元胞参数优化
    2.3 SiC JBS二极管设计与优化
        2.3.1 PiN部分的优化
        2.3.2 肖特基部分的优化
    2.4 1.2kV终端结构设计与优化
    2.5 集成逆导型器件耐压保护环设计与优化
        2.5.1 碳化硅逆导型功率器件研究现状
        2.5.2 集成逆导型器件耐压退化问题分析及解决措施
        2.5.3 SiC BJT/二极管集成器件研制与测试
    2.6 本章小结
第3章 SiC PIC中隔离结构设计与验证
    3.1 功率集成中常用隔离方案简介
        3.1.1 自隔离
        3.1.2 PN结隔离
        3.1.3 介质隔离
    3.2 钒离子注入形成半绝缘结构的原理
    3.3 碳化硅中钒离子注入的SRIM仿真分析
        3.3.1 离子注入能量与注入深度的关系
        3.3.2 离子注入对SiC晶格的损伤
    3.4 碳化硅中钒离子注入的工艺设计与实现
        3.4.1 钒离子注入工艺设计
        3.4.2 钒离子在SiC内的分布
    3.5 碳化硅中半绝缘结构隔离性能
    3.6 本章小结
第4章 SiC PIC兼容性工艺设计与验证
    4.1 单片集成智能功率芯片结构
    4.2 单片集成智能功率芯片工艺设计
        4.2.1 工艺兼容性分析
        4.2.2 工艺设计与验证
    4.3 单片集成芯片特性测试
        4.3.1 SiC功率BJT正向导通特性
        4.3.2 SiC功率BJT正向阻断特性
        4.3.3 小信号SiC LBJT正向导通特性
        4.3.4 小信号SiC LBJT正向阻断特性
        4.3.5 器件间的隔离性能分析
    4.4 本章小结
第5章 SiC BJT的SPICE建模及其应用
    5.1 SiC BJT建模研究现状及存在的问题
        5.1.1 SiC BJT模型研究现状
        5.1.2 现有SiC BJT SPICE模型中存在的问题
    5.2 SiC BJT中界面复合效应分析
    5.3 SiC/SiO_2界面复合效应表征
    5.4 SiC功率BJT的SRGP模型
        5.4.1 SRGP模型建立
        5.4.2 模型参数提取
        5.4.3 SRGP模型验证
        5.4.4 SRGP模型在等比例驱动设计中的应用
    5.5 小信号SiC LBJT的SPICE模型及应用
        5.5.1 SiC LBJT的SPICE模型
        5.5.2 SiC LBJT模型及在集成电路设计中的应用
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 后续研究展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间取得的研究成果

(8)0.3THz单片集成倍频器(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 固态太赫兹倍频技术国内外研究动态
    1.3 本论文的研究内容
    1.4 本论文的章节安排
第二章 三倍频电路基本理论及平面肖特基势垒二极管
    2.1 倍频基本机理
    2.2 太赫兹三倍频电路
        2.2.1 二极管反向并联结构
        2.2.2 二极管同向并联结构
    2.3 肖特基势垒二极管基本理论
        2.3.1 肖特基势垒的形成和整流接触
        2.3.2 欧姆接触
    2.4 肖特基势垒二极管发展简述
    2.5 平面型肖特基势垒二极管模型
        2.5.1 二极管管芯非线性模型
        2.5.2 三维电磁模型与寄生参数
        2.5.3 肖特基势垒二极管管芯模型参数分析
    2.6 肖特基势垒二极管模型建立
    2.7 本章小结
第三章 330GHz单片集成三倍频器仿真
    3.1 三倍频器电路构成
    3.2 三倍频器无源电路仿真
        3.2.1 波导-悬置微带线过渡
        3.2.2 低通滤波器
    3.3 三倍频器整体电路仿真
    3.4 本章小结
第四章 330GHz单片集成三倍频器实验研究
    4.1 实验方案
    4.2 实验结果及分析
    4.3 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 本文的主要贡献
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(9)硅基光源单片集成研究及其光电驱动应用探索(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 硅基光源的研究历史与现状
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 硅基雪崩模式光源的分类与原理
    2.1 硅基雪崩模式光源的分类
        2.1.1 单PN结硅基雪崩模式光源
        2.1.2 类BJT型硅基雪崩模式光源
        2.1.3 类MOS型硅基雪崩模式光源
        2.1.4 超结结构的硅基雪崩模式光源
    2.2 硅基雪崩模式光源发光机理
    2.3 硅基雪崩模式光源的基本参数
        2.3.1 阈值电压
        2.3.2 量子效率与功率转换效率
        2.3.3 辐射通量
        2.3.4 光通量
    2.4 本章小结
第三章 单片集成多晶硅雪崩模式光源的设计与仿真研究
    3.1 多晶硅雪崩模式光源的结构特征与工作机理
    3.2 器件电学特性研究
        3.2.1 单片集成多晶硅雪崩模式光源的电学特性仿真
        3.2.2 单片集成多晶硅雪崩模式光源的动态电学特性分析
    3.3 本章小结
第四章 单片集成多晶硅雪崩模式光源的测试与分析
    4.1 器件概述
    4.2 单片集成多晶硅雪崩模式光源的电学特性
    4.3 单片集成多晶硅雪崩模式光源的光学特性
    4.4 本章小结
第五章 片上光互连系统探索
    5.1 横向片上光互连系统
    5.2 纵向片上光互连系统
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 未来展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(10)石英晶片多片旋转式清洗设备的设计与研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外相关研究现状
        1.2.1 晶片清洗技术国内外研究现状
        1.2.2 石英晶片清洗加工技术的方式及特点
    1.3 研究内容及技术路线
2 晶片清洗设备的系统组成及清洗原理
    2.1 晶片湿法清洗工艺
    2.2 晶片清洗设备的系统组成
        2.2.1 清洗工段主要结构
        2.2.2 干燥工段主要结构
        2.2.3 单片旋转式清洗设备
    2.3 本章小结
3 晶片多片旋转式清洗设备的机械系统设计及分析
    3.1 系统结构设计
    3.2 骨架本体及槽体设计
    3.3 机械手的设计及分析
        3.3.1 升降机构的设计
        3.3.2 抖动机构的设计
        3.3.3 旋转机构的设计
        3.3.4 支撑系统关键零部件的模态分析
        3.3.5 机械手运动学分析
        3.3.6 机械手动力学分析
    3.4 管路系统设计
    3.5 本章小结
4 控制系统的总体设计
    4.1 控制系统设总体方案
    4.2 控制系统硬件设计
        4.2.1 PLC的选型及设计
        4.2.2 控制系统电路
    4.3 控制系统软件设计
        4.3.1 系统开发环境
        4.3.2 控制系统程序设计
    4.4 系统的整体调试
        4.4.1 人机界面概述
        4.4.2 上位机监控界面设计
        4.4.3 系统安装
    4.5 本章小结
5 石英晶片腐蚀清洗工艺实验
    5.1 石英晶片设计
    5.2 花篮及托盘设计
    5.3 腐蚀清洗工艺实验过程及结果分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 本文的创新点
    6.3 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果

四、半导体集成电路、单片和多片集成电路(论文参考文献)

  • [1]碳基集成电路技术研究进展与展望[J]. 许海涛,彭练矛. 数据与计算发展前沿, 2021(05)
  • [2]毫米波单片集成混频器设计技术研究[D]. 周猛. 云南师范大学, 2021(08)
  • [3]功率集成器件及其兼容技术的发展[J]. 乔明,袁柳. 电子与封装, 2021(04)
  • [4]高速高精度模数转换器分辨率提升应用验证及拉偏测试[D]. 高希红. 电子科技大学, 2021(01)
  • [5]基于外延工艺开关三极管产品滑移线缺陷改善的研究[D]. 夏欢. 浙江大学, 2021(02)
  • [6]太赫兹成像系统前端技术[D]. 杨益林. 电子科技大学, 2020(03)
  • [7]基于4H-SiC BJT的单片集成智能功率芯片关键技术的研究[D]. 梁世维. 湖南大学, 2020
  • [8]0.3THz单片集成倍频器[D]. 吕肖林. 电子科技大学, 2020(07)
  • [9]硅基光源单片集成研究及其光电驱动应用探索[D]. 孙宏亮. 电子科技大学, 2020(08)
  • [10]石英晶片多片旋转式清洗设备的设计与研究[D]. 白鹏虞. 陕西科技大学, 2020(02)


混频器论文 集成电路论文 电路仿真论文 太赫兹技术论文 测试模型论文

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