背景辐射对HgCdTe中波叠层光导器件噪声的影响

研究了HgCdTe中波叠层光导器件在不同背景辐射条件下的性能变化,设计了增加冷光栏和使用不同温度的黑体对器件进行辐照的两种改变背景辐射的实验方案.结果表明,随着背景辐射的减小,器件的测量噪声亦减小.利用非平衡载流子和器件有效寿命理论对器件的产生复合噪声进行了计算,计算结果与实验结果在随背景辐射变化的趋势上相似.进一步的噪声频谱测量表明,1/f噪声是叠层器件噪声随背景辐射变化的主要原因;而叠层结构中存在的边缘接触不对称MIS结构增大了背景辐射变化对1/f噪声的影响.     

背景辐射对甚长波碲镉汞光导器件性能的影响

通过对甚长波碲镉汞器件的信号、噪声、有效寿命等的测试分析,研究背景辐射对甚长波器件性能的影响.利用冷光阑和黑体照射改变器件接收的背景辐射,设计并搭建了变背景有效寿命测试装置.改变背景辐射,测试甚长波器件的电阻、信号、噪声、噪声频谱、有效寿命.测量结果表明,增加立体角为30°的冷光阑后,随着背景辐射的减小,器件的电阻、信号、噪声、探测率等都有不同程度的增加;噪声频谱测试证明,1 kHz频率处的噪声主要是产生-复合噪声;改变黑体温度的变背景的有效寿命测试结果证明,背景辐射对寿命的影响很大,背景辐射减小,光生载流子的有效寿命增加.分析甚长波器件表面和体内的S-R复合、俄歇复合、辐射复合等复合机制,利用非平衡载流子和器件有效寿命理论对器件的寿命和产生复合噪声随背景辐射的变化进行理论计算,计算结果与实验结果存在一定的差异,但在随背景辐射变化的趋势上一致,并对两者的差别进行了分析.     

改变背景辐射研究碲镉汞中波光导探测器低频噪声

针对工程研发中发现的两种碲镉汞中波光导探测器1 Kaz下噪声在封装前后变化幅度不同的现象,通过改变背景辐射条件测量得到了两种器件的低频噪声频谱.对两种器件的低频噪声频谱分析表明,噪声大的器件在改变背景辐射条件前后都以1/f噪声为主.为探明较大1/f噪声的来源问题,对器件铟金电极的成份做了SIMS测试.分析测试结果发现,噪声性能较差器件的电极中含有大量的杂质铝及锌,表明由于电极成份不纯带来的接触状况不良是造成器件较大低频1/f噪声的原因.     

低偏置电流下大功率半导体激光器低频电噪声特性

测量了大功率InGaAsP/GaAs量子阱半导体激光器在五十分之一阈值电流下的电压低频噪声功率谱密度.实验结果显示,激光器的低频电噪声呈现1/f噪声,在不同的偏置电流范围内,1/f噪声幅度随电流的变化关系不同,整体上随偏置电流的增大而减小,实验中并未发现g-r噪声.结合低偏置电流时激光器动态电阻的大小,给出了1/f噪声的模型,分析了在低偏置电流下的1/f噪声主要来自有源区和漏电电阻,其幅度的大小及其随偏置电流的变化趋势与激光器的可靠性有密切的关系.     

光电耦合器电流传输比的噪声表征

光电耦合器中可俘获载流子的陷阱密度是影响其电流传输比(CTR)的重要因素,并与器件可靠性有密切关系.在器件内部的多种噪声中,1/f噪声可有效地表征器件陷阱密度.本文在研究光电耦合器工作原理以及1/f噪声理论的基础上,建立了光电耦合器的CTR表征模型和1/f噪声模型.在输入电流宽范围变化的条件下,测量了器件的电学噪声和CTR变化,实验结果验证了以上模型的正确性.将CTR模型与噪声模型相结合,得到了CTR与1/f噪声之间的关系.此关系应用于对光电耦合器辐照实验结果的分析,实验结果与理论得到的结论一致.理论与实验结果表明,噪声幅值越大,电流指数越接近于2,则器件的可靠性越差,相同工作条件下CTR的老化衰减量越大,其失效率显著增大.从而证明噪声可表征光电耦合器的CTR并能准确地反映器件的可靠性.     

光电耦合器电流传输比的噪声表征

光电耦合器中可俘获载流子的陷阱密度是影响其电流传输比(CTR)的重要因素,并与器件可靠性有密切关系.在器件内部的多种噪声中,1/f噪声可有效地表征器件陷阱密度.本文在研究光电耦合器工作原理以及1/f噪声理论的基础上,建立了光电耦合器的CTR表征模型和1/f噪声模型.在输入电流宽范围变化的条件下,测量了器件的电学噪声和CTR变化,实验结果验证了以上模型的正确性.将CTR模型与噪声模型相结合,得到了CTR与1/f噪声之间的关系.此关系应用于对光电耦合器辐照实验结果的分析,实验结果与理论得到的结论一致.理论与实验结果表明,噪声幅值越大,电流指数越接近于2,则器件的可靠性越差,相同工作条件下CTR的老化衰减量越大,其失效率显著增大.从而证明噪声可表征光电耦合器的CTR并能准确地反映器件的可靠性.     

硅压阻输出微传感器的1/f噪声

从理论和实验上系统地讨论了压阻输出微传感器的噪声.选用了单晶硅、非晶硅、多晶硅和微晶硅四种材料作为压阻材料,设计了16种不同尺寸的力敏Wheastone电桥,并对器件分别进行了两种不同浓度的掺杂和两种不同条件的退火,共获得256种压阻输出的微传感器.测量所有器件的噪声,并对噪声谱进行理论分析,实验结果表明单晶硅具有最低的1/f噪声和Hooge因子(α)的值,而非晶硅略好于微晶硅和多晶硅.几何尺寸大的力敏电阻具有低的1/f噪声,但α值不受器件尺寸的影响.掺杂浓度增加10倍时,不同器件的1/f噪声降低介于35%-50%之间.相比950℃、10min退火条件,1050℃、30min的高温长时间退火的器件,其1/f噪声降低约65%.     

CMOS反相器低频噪声模型及可靠性表征研究

为了表征CMOS反相器的可靠性,从其负载电流和输出电压的特性入手,详细推导了一种基于载流子波动理论的低频噪声模型,并由实验数据验证了模型的准确性.由实验结果可知,负载电流功率谱密度随频率的增加而减小,遵循1/f噪声的变化规律;得到了负载电流归一化噪声功率谱密度与器件尺寸的关系.通过深入研究1/f 噪声与界面态陷阱密度的关系,验证了1/f噪声可用于表征CMOS反相器的可靠性,证明了噪声幅值越大,器件可靠性越差,失效率显著增大,为评价CMOS反相器的靠性提供了一种可行及有效的方法.     

硅压阻输出微传感器的1/f噪声

从理论和实验上系统地讨论了压阻输出微传感器的噪声 .选用了单晶硅、非晶硅、多晶硅和微晶硅四种材料作为压阻材料 ,设计了 16种不同尺寸的力敏 Wheastone电桥 ,并对器件分别进行了两种不同浓度的掺杂和两种不同条件的退火 ,共获得 2 5 6种压阻输出的微传感器 .测量所有器件的噪声 ,并对噪声谱进行理论分析 ,实验结果表明单晶硅具有最低的 1/ f 噪声和 Hooge因子 (α)的值 ,而非晶硅略好于微晶硅和多晶硅 .几何尺寸大的力敏电阻具有低的 1/ f 噪声 ,但 α值不受器件尺寸的影响 .掺杂浓度增加 10倍时 ,不同器件的 1/ f 噪声降低介于35 %— 5 0 %之间 .     

用1/f噪声表征VDMOS器件的抗辐照性能

介绍了用于航空航天DC/DC转换器中的VDMOS器件和电离辐照前后低频1/f噪声的变化.研究了电离辐照情况下VDMOS器件的阈值电压漂移、跨导的退化对1/f噪声幅值、γ值的影响.结合实验,比较器件1/f噪声幅值和γ值在辐照前后的变化,对其抗辐照性能做表征研究.对VDMOS器件在辐照前后的变化做了分析,从γ值分形的角度简要说明辐照对器件产生的影响.