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一种用于双GM计数管的量程控制测量方法

核技术 2024年第2期47卷 76-83页

作者：何资星徐丽赟韩留军郭凤丽杨根王伟张玲玲无锡华普微电子有限公司无锡214000

实现双盖格-米勒(Geiger-Müller,GM)计数管量程扩展测量的关键是双GM计数管量程切换控制技术,该技术可使探测器自动选择合适量程的GM计数管进行测量。但是由于两种不同测量量程的GM计数管存在性能差异,传统的将测量量程分成两个区域的... 详细信息

实现双盖格-米勒(Geiger-Müller,GM)计数管量程扩展测量的关键是双GM计数管量程切换控制技术,该技术可使探测器自动选择合适量程的GM计数管进行测量。但是由于两种不同测量量程的GM计数管存在性能差异,传统的将测量量程分成两个区域的方法会导致双GM计数管在量程交叠区域内线性拟合度较低。为了提高双GM计数管在测量量程交叠区域内的线性度,提出了一种量程控制测量方法。该方法将测量范围划分为低量程、中量程以及高量程三个区间,并且还可在三个测量量程之间进行快速自动切换,其中在中量程测量中,分别将两个GM计数管获得的数据进行加权处理。采用^(241)Am源和^(60)Co源进行双GM计数管探测器电路测试,初步测试结果表明:设计的双GM计数管探测器可实现在三个测量量程区间内快速自动切换。同时,双GM计数管在剂量率交叠区域1000~10000μGy·h^(−1)中的线性拟合度得到改进,使得在251~25130μGy·h^(−1)的测试范围内,双GM计数管的测量线性度提高至0.9991,有效地提高了双GM计数管的整体测量线性度。

关键词：双GM计数管量程切换交叠区域

一种16位110 dB无杂散动态范围的低功耗SAR ADC

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电子科技大学学报 2024年第2期53卷 185-193页

作者：邢向龙王倩康成彭姜灵李清俞军复旦大学微电子学院上海200433 上海复旦微电子集团股份有限公司上海200438

该文设计了一款16位、转换速率为625 kS/s的逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)。改进的采样保持电路结构,优化了采样线性度和噪声性能。采用分段结构设计电容型数模转换器并使用混合方式的电容切换方案,减小面积和能耗。利用扰动注... 详细信息

该文设计了一款16位、转换速率为625 kS/s的逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)。改进的采样保持电路结构,优化了采样线性度和噪声性能。采用分段结构设计电容型数模转换器并使用混合方式的电容切换方案,减小面积和能耗。利用扰动注入技术提升ADC的线性度。比较器采用两级积分型预放大器减小噪声,利用输出失调存储技术及优化的电路设计减小了比较器失调电压和失调校准引入的噪声,优化并提升了比较器速度。芯片采用CMOS 0.18μm工艺设计和流片,ADC核心面积为1.15 mm^(2)。测试结果表明,在1 kHz正弦信号输入下,ADC差分输入峰峰值幅度达8.8 V,信纳比为85.9 dB,无杂散动态范围为110 dB,微分非线性为-0.27/+0.32 LSB,积分非线性为-0.58/+0.53 LSB,功耗为4.31 mW。

关键词：模数转换器数模转换器低噪声比较器失调校准采样保持逐次逼近寄存器

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用于VOCs气体探测的制冷型红外探测器

红外技术 2024年第10期 1178-1185页

作者：段煜毛剑宏熊雄胡明灯浙江珏芯微电子有限公司

随着红外技术的发展，制冷红外探测器在气体探测领域发挥出重要作用。介绍了国内外关于制冷红外气体探测器的研究情况，并详细阐述了近期浙江珏芯微电子有限公司在挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）气体探测器方向上的... 详细信息

随着红外技术的发展，制冷红外探测器在气体探测领域发挥出重要作用。介绍了国内外关于制冷红外气体探测器的研究情况，并详细阐述了近期浙江珏芯微电子有限公司在挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）气体探测器方向上的研究进展。通过窄带低温滤光片设计、杂散辐射抑制及探测器组件工艺等方面的关键技术研究，实现了制冷红外气体探测器的制备，在此基础上对探测器进行了系统性的性能评价与分析，展示了实际成像效果。

关键词：制冷红外探测器气体探测挥发性有机物

大规模硅基光电子集成芯片技术与挑战(特邀)

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光学学报 2024年第15期44卷 220-244页

作者：李瑜李强刘大鹏冯俊波郭进联合微电子中心有限责任公司重庆401332

从硅基光电子芯片在近年来的发展现状入手,对大规模集成背景下的器件与系统性能匹配发展脉络进行综述,同时从设计人员以及生产制造的角度,对面向规模芯片出货的生产模式、设计制造全流程方法以及一致性工程等关键技术进行分析,并进一步... 详细信息

从硅基光电子芯片在近年来的发展现状入手,对大规模集成背景下的器件与系统性能匹配发展脉络进行综述,同时从设计人员以及生产制造的角度,对面向规模芯片出货的生产模式、设计制造全流程方法以及一致性工程等关键技术进行分析,并进一步讨论未来硅基光电子集成芯片的大规模推广应用前景。

关键词：光学集成电路硅基光电子集成芯片大规模设计大规模制造

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集成可编程光芯片的研究与功能验证

电子学报 2024年第5期52卷 1524-1533页

作者：李智慧梁宇鑫范诗佳廖海军刘大鹏冯靖崔乃迪联合微电子中心有限责任公司硅基光电子中心重庆401332

随着对高速、超紧凑数据信号管理需求的日益增长,光子集成电路(Photonics Integrated Circuits,PIC)在先进的光子信号处理中受到广泛关注,其中可编程光芯片因其特有的通用性、可重构特性逐渐受到开发者的青睐.本文依托联合微电子中心有... 详细信息

随着对高速、超紧凑数据信号管理需求的日益增长,光子集成电路(Photonics Integrated Circuits,PIC)在先进的光子信号处理中受到广泛关注,其中可编程光芯片因其特有的通用性、可重构特性逐渐受到开发者的青睐.本文依托联合微电子中心有限责任公司(United MicroElectronics Center ***,CUMEC)的绝缘体上硅(Silicon-On-Insulator,SOI)自主工艺平台,设计并制备了包含9个六边形单元的3×3六边形架构可编程光芯片,利用迭代扫描法实现了消光比高达30 dB的开关电压标定,并通过扁平化版图优化设计使芯片尺寸降低了21%;采用此可编程光芯片进一步完成了典型功能验证:通过对输入输出端的可调基本单元(Tunable Basic Unit,TBU)耦合系数进行调谐,可实现消光比、谐振波长、自由光谱范围可调的马赫曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)/微环谐振腔(Micro-Ring Resonator,MRR),消光比可高达42.3 dB/28 dB;可实现延时量大范围可调谐的延时线及任意输入/输出端口之间的路由.该芯片是目前世界上规模最大的六边形架构可编程光芯片,并实现了与有源单元的单片集成,在微波光子信号处理、化学生物传感、量子信息、光计算领域具有广阔的应用前景.

关键词：光子集成电路可编程光芯片可重构硅光平台功能验证

一种高性能40x30单光子雪崩探测器dTOF传感芯片

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光学学报 2024年

作者：左海杰杨振兴李昕霞胡之厅陈正鹏杨中耀林宏志陈志远林静土刘超高亮徐维超邱正瀚易博朱宝明刘丰铭冯少奇杨六峰余娜邹豫飞郭雨辰王申南京芯视界微电子科技有限公司

本文介绍了一种新型高性能背照式单光子雪崩二极管（SPAD）阵列传感器的设计和性能特性。它采用20μm像素设计，具有低击穿电压及低温度系数特点。该传感器采用3D堆叠制造，SPAD晶圆和逻辑晶圆之间采用Cu-Cu混合键合来增大光子接收面积... 详细信息

本文介绍了一种新型高性能背照式单光子雪崩二极管（SPAD）阵列传感器的设计和性能特性。它采用20μm像素设计，具有低击穿电压及低温度系数特点。该传感器采用3D堆叠制造，SPAD晶圆和逻辑晶圆之间采用Cu-Cu混合键合来增大光子接收面积，SPAD晶圆采用55nm BSI工艺制成，逻辑晶圆采用40nm逻辑工艺。通过在BSI像素结构中引入光子散射结构、底部反射镜和微透镜等进一步增加了光子吸收率。器件雪崩电压低于20V,温度系数为18mV/℃; 4V过偏压下905nm光子探测效率PDE典型值为28.8%，应用中可以通过调节填充因子和雪崩区电场来调节PDE的大小; DCR为14 Hz/μm2, Afterpulse小于0.5%;Crosstalk小于0.5%,Jitter为350ps，具有良好的探测性能。该传感器为高性能dTOF测距芯片提供一种可量产市场解决方案。根据不同的应用要求，该传感器设计不仅可适用于各种移动端的应用，如移动和VR/AR等对PDE要求不高的场景，而且也可以应用于车载自动驾驶、无人机等对PDE要求较高的应用场景。

关键词：单光子雪崩二极管背照式光子探测效率暗噪声串扰

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硅基OLED微显示器的集中式融合扫描策略

液晶与显示 2024年第4期39卷 472-481页

作者：季渊许怡晴陈宝良张引黄忻杰上海大学微电子研究与开发中心上海200072 昀光微电子(上海)有限公司上海200072

本研究针对数字驱动型硅基OLED(Organic Light-emitting Diode,OLED)微显示器在显示动态图像时引发的视觉感知问题,尤其是动态假轮廓和闪烁现象,提出了一种新的扫描策略——集中式融合扫描。集中式融合扫描策略采用灰度权值重分配和融... 详细信息

本研究针对数字驱动型硅基OLED(Organic Light-emitting Diode,OLED)微显示器在显示动态图像时引发的视觉感知问题,尤其是动态假轮廓和闪烁现象,提出了一种新的扫描策略——集中式融合扫描。集中式融合扫描策略采用灰度权值重分配和融合子场概念,通过对整数子场数目和权值的重新分配,以及将融合子场固定于调制周期中间位置,改善显示器图像质量。实验结果表明,集中式融合扫描在峰值信噪比方面较传统扫描方法平均提高约13%,均方误差降低了约10%,并且结构相似度评分接近1,显著高于现有扫描方法。集中式融合扫描在JEITA闪烁评估中的表现优于19子场扫描法,闪烁量化值降低了约22%。集中式融合扫描策略在改善数字驱动型硅基OLED微显示器的图像显示质量方面提供了一种有效解决方案,为未来显示技术的研究和创新提供了新的方向。

关键词：硅基OLED 微显示器集中式融合扫描数字驱动脉宽调制

基于遗传算法的场堆叠硅基OLED微显示器伽玛校正研究

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光子学报 2024年第8期53卷 194-207页

作者：陈宝良季渊黄忻杰刘俊恺上海大学微电子研究与开发中心上海200444 上海大学机电工程与自动化学院上海200444 昀光微电子(上海)有限公司上海200072

硅基有机发光二极管(OLED)微显示器的驱动方式主要分为数字驱动和模拟驱动。在数字驱动中,OLED器件的等效电容导致开启过程中产生亮度脉冲,特别是在场堆叠驱动方式中,固定小数子场的开关过程带来的亮度脉冲直接影响显示的亮度,导致灰阶... 详细信息

硅基有机发光二极管(OLED)微显示器的驱动方式主要分为数字驱动和模拟驱动。在数字驱动中,OLED器件的等效电容导致开启过程中产生亮度脉冲,特别是在场堆叠驱动方式中,固定小数子场的开关过程带来的亮度脉冲直接影响显示的亮度,导致灰阶曲线呈现出非线性递增,这为Gamma校正带来了挑战。为改善Gamma校正的过程及其结果,基于场堆叠数字驱动提出了一个新型亮度模型。该模型结合场顺序、场权值、Vcom电压值和Vcom电压配置,组成一个综合的参数空间。基于该模型,运用遗传算法对灰阶曲线进行了优化,并在分辨率为2560×2560×3的全彩硅基OLED微显示器上进行了实验验证。实验结果表明,通过优化参数空间,白色光灰阶曲线的均根方差和无效灰度点数从21.65 cd/m^(2)、15395个降至1.62 cd/m^(2)、2977个,得到显著改善。这一改进不仅使灰阶曲线更加线性和单调,还有效减少了无效灰度点,成功地实现了白色光Gamma 2.2曲线的精确校正。相比于模拟驱动,场堆叠数字驱动在低灰阶显示上展现出更佳的区分度,更符合人眼对显示效果的感知。

关键词： Gamma校正遗传算法硅基OLED微显示器场堆叠数字驱动灰阶曲线 OLED等效模型视觉建模

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高压FRD少子寿命控制技术研究

固体电子学研究与进展 2024年第2期44卷 173-177页

作者：艾治州李松岭张帮会王二俊张小辛华润微电子(重庆)有限公司重庆400000

快恢复二极管(Fast recovery diode,FRD)常采用寿命控制技术来减小反向恢复时间,但也会改变其他电学性能。本文研究了扩铂工艺、电子辐照工艺以及结合扩铂和电子辐照工艺对1 700 V FRD的导通压降温度特性、反向恢复特性以及反向漏电流... 详细信息

快恢复二极管(Fast recovery diode,FRD)常采用寿命控制技术来减小反向恢复时间,但也会改变其他电学性能。本文研究了扩铂工艺、电子辐照工艺以及结合扩铂和电子辐照工艺对1 700 V FRD的导通压降温度特性、反向恢复特性以及反向漏电流的影响。实验结果表面:采用扩铂与电子辐照工艺后,FRD的导通压降分别呈现出负温度系数与正温度系数;结合两种工艺后,FRD的导通压降趋于零温度系数。此外,在导通压降近似为2 V时,扩铂后FRD的反向峰值电流为21.3 A,且反向漏电流最小;电子辐照后FRD的反向峰值电流为35.2 A,且反向漏电流最大;结合两种工艺后,发现反向漏电流介于两者之间,反向峰值电流为25.9 A,同时获得了较小的反向恢复电荷,大小为4148.9 nC。

关键词：快恢复二极管扩铂电子辐照温度系数导通压降