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一种低附加相位噪声的放大器设计

微波学报 2024年

作者：王增双张加程朱大成耿栋中国电子科技集团公司第十三研究所

本文设计了一款低附加相位噪声的达林顿放大器。本文首先介绍了放大器的噪声系数和附加相位噪声的基本概念，其次通过公式推导的方式阐述了两者的关系，最后通过工艺选择、电路优化等方面来降低放大器的附加相位噪声。该放大器采用GaAs... 详细信息

本文设计了一款低附加相位噪声的达林顿放大器。本文首先介绍了放大器的噪声系数和附加相位噪声的基本概念，其次通过公式推导的方式阐述了两者的关系，最后通过工艺选择、电路优化等方面来降低放大器的附加相位噪声。该放大器采用GaAs异质结双极晶体管（HBT）工艺进行了设计仿真和流片，芯片尺寸为0.6 mm×0.6 mm×0.1 mm。测试结果表明，在电源电压为+5 V条件下，该放大器电流为60 mA，工作频率为0.01～2.0 GHz，P1dB为19 dBm，噪声系数为2.7 dB，工作频率100 MHz时的附加相位噪声为-162 dBc/Hz@1kHz、-170 dBc/Hz@10kHz、-172 dBc/Hz@100kHz。

关键词：附加相位噪声达林顿放大器噪声系数 GaAs异质结双极晶体管(HBT)工艺

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基于田口法激光切割铝合金工艺参数优化

热加工工艺 2024年 36-40页

作者：徐珖韬杨伟刘建杨唐绍张宏宇中国电子科技集团公司第三十研究所

为提高激光切割铝合金质量，开展了以激光功率、切割速度、离焦量和辅助气体压力为试验因素，以切缝宽度和切割面粗糙度为质量表征的正交试验。应用田口法和方差法分析各试验因素对切割试件质量的影响程度，确定激光切割铝合金的最优参... 详细信息

为提高激光切割铝合金质量，开展了以激光功率、切割速度、离焦量和辅助气体压力为试验因素，以切缝宽度和切割面粗糙度为质量表征的正交试验。应用田口法和方差法分析各试验因素对切割试件质量的影响程度，确定激光切割铝合金的最优参数组合。通过验证试验，得出采用优化后的参数切割铝合金质量更稳定，切缝宽度较小，切割精度更高；切割面粗糙度更小，切口更光滑。

关键词：激光切割铝合金田口法

基于CGSim模拟的炉膛空气对流对碲锌镉晶体生长温场影响研究

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人工晶体学报 2024年第8期53卷 1344-1351,1360页

作者：马启司刘江高折伟林曹聪张立超赵超范叶霞周振奇中国电子科技集团公司第十一研究所北京100015

碲锌镉晶体生长周期长、生长体系复杂,采用垂直布里奇曼法或者垂直温度梯度法生长碲锌镉(CdZnTe)晶体材料时,晶体的生长过程往往无法直观观察,晶体内部的温场也缺乏相应的手段检测,这对改进晶体生长工艺带来了诸多不便。利用计算机仿真... 详细信息

碲锌镉晶体生长周期长、生长体系复杂,采用垂直布里奇曼法或者垂直温度梯度法生长碲锌镉(CdZnTe)晶体材料时,晶体的生长过程往往无法直观观察,晶体内部的温场也缺乏相应的手段检测,这对改进晶体生长工艺带来了诸多不便。利用计算机仿真能够将晶体生长的过程重构或再现。本文利用数值模拟软件,在晶体生长炉模型顶部塞子和底部塞子中心开孔,通过调节孔径大小(20~40 mm),对炉膛内气体的对流行为进行了规律性的调控。开孔前,炉膛内气体流速极低(只有10^(-5) m/s),形成流动缓慢、形状稳定的对流胞;开孔后,炉膛内气体流速明显增加(0.25~0.90 m/s),流动状态变为层流。通过控制模型的孔径大小,可以有效改变炉膛内气体层流的流速,相同温度设定下,流速从0.25 m/s增加到0.90 m/s时,温度梯度将从0.5 K/mm增加到1.1 K/mm。在实际空炉上进行开孔测温实验,验证了模拟结果中温度梯度变大的结论。通过监控炉膛内温度随时间的变化,发现层流模式下提高流速,有利于减小炉内温度随时间的波动,提高温场稳定性。温场温度梯度的增加和稳定性的提升,将有利于高质量碲锌镉晶体的制备。

关键词：碲锌镉晶体生长对流温场 CGSim软件模拟

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耐海洋环境雷达隐身涂料的研究进展及应用

包装工程 2024年第9期45卷 270-279页

作者：许培伦赵文忠中国电子科技集团公司第二十研究所西安710068

目的针对传统隐身涂料在舰船雷达高湿热、高盐雾等服役环境下耐腐蚀性能差等问题,本文以某型雷达天线为对象,验证4种涂料的施工工艺、力学性能、耐环境性等,结合雷达散射截面积(Radar Cross Section,RCS)仿真计算开展隐身涂料适用性研究... 详细信息

目的针对传统隐身涂料在舰船雷达高湿热、高盐雾等服役环境下耐腐蚀性能差等问题,本文以某型雷达天线为对象,验证4种涂料的施工工艺、力学性能、耐环境性等,结合雷达散射截面积(Radar Cross Section,RCS)仿真计算开展隐身涂料适用性研究,探索商用隐身涂料的实施效果。方法本文综述近年来隐身涂料的研究进展,重点论述隐身涂料的组分设计及耐腐蚀机理,同时以某舰船雷达天线的隐身需求为例,综合分析4种隐身涂料耐环境性及吸波性能。结论根据结果显示,4种隐身涂料中只有W-1.0在牺牲施工工艺性及厚度前提下才能达到吸波性能要求,但耐湿热等尚不能满足工程化应用需求,需进一步在轻薄化设计及耐环境适应性方面做出改进。

关键词：雷达隐身隐身涂料耐腐蚀机理

基于0.15μm SOI工艺的耐高温短沟器件设计与实现

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固体电子学研究与进展 2024年第3期44卷 258-263页

作者：顾祥张庆东纪旭明李金航常瑞恒中国电子科技集团公司第五十八研究所江苏无锡214035

绝缘体上硅(Silicon on insulator,SOI)技术在200~400℃高温器件和集成电路方面有着广泛的应用前景,但对于沟道长度≤0.18μm的短沟道器件在200℃以上的高温下阈值电压漂移量达40%以上,漏电流达μA级,无法满足电路设计要求。本文研究了... 详细信息

绝缘体上硅(Silicon on insulator,SOI)技术在200~400℃高温器件和集成电路方面有着广泛的应用前景,但对于沟道长度≤0.18μm的短沟道器件在200℃以上的高温下阈值电压漂移量达40%以上,漏电流达μA级,无法满足电路设计要求。本文研究了基于0.15μm SOI工艺的1.5 V MOS器件电特性在高温下的退化机理和抑制方法,通过增加栅氧厚度、降低阱浓度、调整轻掺杂漏离子注入工艺等优化方法,实现了一种性能良好的短沟道高温SOI CMOS器件,在25~250℃温度范围内,该器件阈值电压漂移量<30%,饱和电流漂移量<15%,漏电流<1 nA/μm。此外采用仿真的方法分析了器件在高温下的漏区电势和电场的变化规律,将栅诱导漏极泄漏电流效应与器件高温漏电流关联起来,从而定性地解释了SOI短沟道器件高温漏电流退化的机理。

关键词：绝缘体上硅阈值电压漏电流短沟道栅诱导漏极泄漏电流

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Ka波段CMOS有源矢量合成移相器

微波学报 2024年第3期40卷 53-56页

作者：刘帅中国电子科技集团公司第十研究所成都610036

本文基于65 nm硅基互补金属氧化物半导体工艺设计了一款Ka波段有源矢量合成移相器。该电路由正交耦合器、单端转差分信号的巴伦、可变增益放大器、信号合成网络组成。基于集总LC等效模型的正交发生器能够实现紧凑尺寸并获得高精度正交信... 详细信息

本文基于65 nm硅基互补金属氧化物半导体工艺设计了一款Ka波段有源矢量合成移相器。该电路由正交耦合器、单端转差分信号的巴伦、可变增益放大器、信号合成网络组成。基于集总LC等效模型的正交发生器能够实现紧凑尺寸并获得高精度正交信号;可变增益放大器采用数字控制的共源共栅架构,能够实现精准的幅度调节,并提高输入输出之间的隔离度。实测结果表明,该移相器可在25 GHz~32 GHz频带范围内实现360°移相,相位步进5.625°,均方根(RMS)相位误差小于3°,寄生调幅RMS小于1 dB,电路面积为800μm×400μm,功耗11 mW。

关键词：互补金属氧化物半导体矢量合成移相器可变增益放大器共源共栅

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用于SPAD阵列的高速主被动混和淬灭电路

红外与激光工程 2024年第7期53卷 78-85页

作者：郑丽霞尤旺巧胡康吴金孙伟锋周幸叶东南大学集成电路学院江苏无锡214125 中国电子科技集团公司第十三研究所河北石家庄050051

单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode,SPAD)具有响应速度快、抗干扰能力强等优点,具备优异的单光子检测能力,因而在激光雷达、量子通信应用、荧光光谱分析等弱光探测领域得到了广泛应用。在单光子探测成像领域中,为了获得... 详细信息

单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode,SPAD)具有响应速度快、抗干扰能力强等优点,具备优异的单光子检测能力,因而在激光雷达、量子通信应用、荧光光谱分析等弱光探测领域得到了广泛应用。在单光子探测成像领域中,为了获得更高的分辨率和更快的扫描探测速度,探测器正朝着大规模阵列化和高度集成化的方向发展,阵列应用要求淬灭电路较小的电路面积。基于盖革模式下SPAD的探测成像应用,建立了雪崩信号检测与淬灭的信号模型,并通过数学分析得到了混和淬灭电路中的最优检测电阻取值,在理论分析基础上对混合淬灭电路的结构和参数进行了设计与优化。根据建模分析结果,设计了一种主被动混合的高速淬灭电路结构,以较小的电路面积实现了雪崩信号快速检测与淬灭。基于TSMC 0.35μm CMOS工艺完成了电路版图的设计与流片。芯片测试结果表明,电路的淬灭时间约为2.9 ns,复位时间为1.75 ns。结合版图面积的占用情况,所设计的电路具有较高的“性价比”,可以满足SPAD阵列型读出电路的需求,具有快速雪崩淬灭和复位的特点。

关键词：单光子雪崩二极管主被动混合淬灭最优检测电阻阵列应用

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基于硅桥芯片互连的芯粒集成技术研究进展

微电子学 2024年第2期54卷 255-263页

作者：袁渊张志模朱媛孟德喜刘书利王刚中国电子科技集团公司第五十八研究所无锡214035

在后摩尔时代,通过先进封装技术将具有不同功能、不同工艺节点的异构芯粒实现多功能、高密度、小型化集成是延长摩尔定律寿命的有效方案之一。在众多先进封装解决方案中,在基板或转接板中内嵌硅桥芯片不仅能解决芯粒间局域高密度信号互... 详细信息

在后摩尔时代,通过先进封装技术将具有不同功能、不同工艺节点的异构芯粒实现多功能、高密度、小型化集成是延长摩尔定律寿命的有效方案之一。在众多先进封装解决方案中,在基板或转接板中内嵌硅桥芯片不仅能解决芯粒间局域高密度信号互连问题,而且相较于TSV转接板方案,其成本相对较低。因此,基于硅桥芯片互连的异构芯粒集成技术被业内认为是性能和成本的折中。总结分析了目前业内典型的基于硅桥芯片互连的先进集成技术,介绍其工艺流程和工艺难点,最后展望了该类先进封装技术的发展。

关键词：先进封装芯粒异构集成硅桥嵌入局域互连

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多层硅基模块晶圆级键合腔体的可靠性

半导体技术 2024年第7期49卷 674-681页

作者：马将郜佳佳杨栋中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051

晶圆级键合是实现多层硅基模块内部互连的关键工艺,针对硅片在晶圆级键合工艺中的开裂现象,建立了硅基刻蚀腔体在键合工艺中的力学模型,经样件实验验证,该模型可以准确预估腔体的开裂现象。在此基础上设计了硅片键合实验,通过引入硅通孔... 详细信息

晶圆级键合是实现多层硅基模块内部互连的关键工艺,针对硅片在晶圆级键合工艺中的开裂现象,建立了硅基刻蚀腔体在键合工艺中的力学模型,经样件实验验证,该模型可以准确预估腔体的开裂现象。在此基础上设计了硅片键合实验,通过引入硅通孔(TSV)的应力集中因子确定了硅基晶圆级键合的应力失效判据。而后通过参数化仿真系统性探究了硅基刻蚀腔体面积及腔体形状等因素对键合应力的影响规律,并绘制出刻蚀腔体设计可靠范围图。结果表明,硅片键合可靠腔体临界面积约为21 mm^(2),且腔体形状越接近正方形越易开裂。该研究为多层硅基模块刻蚀腔体的可靠性设计提供了参考。

关键词：晶圆级键合多层硅基模块刻蚀腔体硅通孔(TSV) 可靠性