氮化镓基单片功率集成技术

宽禁带、高临界击穿电场和高饱和电子速度的材料优越性,以及铝镓氮/氮化镓(Al GaN/GaN)异质结能通过极化不连续性在其界面极化诱导出具有高浓度、高迁移率的二维电子气并制备出高电子迁移率晶体管,使氮化镓器件正成为下一代功率和射频应用领域的新型高性能电子器件。氮化镓基单片功率集成技术是减小寄生电感影响、提升集成电路开关速度、降低系统功耗和实现系统小型化的关键技术。该文围绕氮化镓单片功率集成技术,对p/n双极性沟道异质结外延结构、单片异质集成、全氮化镓集成电路和p沟道器件关键技术的研究进展进行了全面分析。

绿光收发一体式集成光电子芯片的脉搏检测传感器

光学体积描记(PPG,photo plethysmo graphy)因其设计简单、成本低、信号周期能有效反应心脏节律等特点被广泛应用于检测心率及脉搏活动。基于多量子阱(MQW,multiple quantum well)二极管发光谱与探测谱存在重叠区的物理现象,采用兼容工艺在一块氮化镓芯片上实现光发射和接收器件的集成,研制收发一体式集成光电子芯片及脉搏传感器。实验结果表明,该氮化镓集成光电子芯片能够有效地接收经过心脏脉冲调制过的反射光。结合电路处理,能够根据还原的PPG信号计算出测试者的心率及脉搏跳变频率,以此起到检测和警示的作用。

光电子与硅芯片能单片集成吗?

GaAs光电子器件与微电子器件的集成呈现出了一些兼容性问题,这些问题会严重影响硅CMOS的性能。

适于单片光电子集成的中止解理技术

本文对中止解理技术进行了较详细的讨论;并给出了实现中止解理技术的几种较理想的腐蚀液及其刻蚀速率曲线。

硅基光电子工艺中集成锗探测器的工艺挑战与解决方法

锗探测器是硅基光电子芯片中实现光电信号转化的核心器件。在硅基光电子芯片工艺中实现异质单片集成高性能锗探测器工艺,是光模块等硅基光电子产品实现小体积、低成本和易制造的优先选择。本文讨论了硅基光电子芯片集成锗探测器在实际工艺中遇到的挑战和解决思路。硅基光电子芯片集成锗探测器主要挑战在于热预算兼容、金属污染防控及工艺结构的匹配三个方面。

GaAs及GaN微波毫米波多功能集成电路芯片综述

综合论述了GaAs和GaN微波毫米波的收发多功能芯片、幅相多功能芯片和GaAs限幅放大器集成芯片的发展状况、电路结构和性能特性,简述了收发多功能中的功率放大器和低噪声放大器的设计方法、幅相多功能中数字移相器和衰减器的设计方法,给出了限幅低噪声放大器中限幅器的设计参考。

应用于塑料光纤通信接收芯片的集成光电探测器(英文)

基于0.5μm标准Biplor、互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物工艺设计了两种不同结构不同尺寸的光电探测器,包括传统的P+/N-EPI/BN+结构光电探测器和多叉指P+/N-EPI/BN+结构的光电探测器.通过仿真优化设计了光电探测器的结构参量和性能,测试结果表明:多叉指状P+/NEPI/BN+光电探测器能够改善650nm的响应度以及降低结电容.选择该结构大面积P+/N-EPI/BN+光电探测器用于和跨阻放大器以及后端放大器的单片集成,采用0.5μm标准Biplor、互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物工艺实现了一个用于650nm塑料光纤通信的单片集成光接收芯片.该光接收芯片的测试结果表明:对650nm的入射光,在160 Mb/s速率的伪随机二进制序列以及小于10-9的误码率条件下,光接收芯片的灵敏度为-15dBm,并能得到清晰的眼图.因此,本文设计的光电探测器可以很好地应用于宽带接入网中的高速塑料光纤通信系统的光接收芯片中.

塑料光纤通信650nm单片集成光接收芯片研究

设计了一种用于塑料光纤通信的650nm单片集成光接收芯片,包括光电探测器、跨阻前置放大器、单双端转换、差分放大器、输出缓冲器及失调电压补偿电路.基于合理假设与近似,从稳态连续方程和边界条件出发,分析了探测器的光谱响应;采用拉普拉斯变换方法,分析其频率响应.采用0.5μm BCD工艺流片,光接收芯片版图面积832×948μm2进行测试,结果表明5V反向偏压下,探测器在650nm的响应度为0.26A/W;光接收芯片在180Mbps速率及误码率小于10-9情况下,灵敏度为-14.6dBm;在100Mbps非归零伪随机二进制序列信号速率及误码率小于10-9情况下,能得到清晰的眼图.

面向物流工程的单片机融合光电子教学探究

单片机因集成度高、体积小和性价比高等诸多优点在生产生活中得到了广泛应用,目前已成为物流工程专业的基础或重要的选修课程。氮化镓光电子融合集成芯片紧贴国家“十四五”规划和2035远景目标纲要中指出的重点科技前沿,结合单片机可创造多种具有颠覆传统和创新价值的原型机系统,包括智慧显示屏、非接触式光感控按键以及脉搏传感等,在物流仓储自动化管理、物流人员体征监测和物流过程卫生安全控制等方面具有良好的应用价值,而且系统设计的难度适宜,为物流工程专业的单片机教学提供了极佳的实验素材。课程探索科教一体教学模式,更加注重对学生的动手实践能力的培养和考核,通过小组协作完成课题的形式锻炼学生的团队协作能力,并提供了多层次教学的空间,旨在为物流工程专业培养具有科研素养的创新型人才。

基于单片集成电路的180 GHz大功率倍频器

随着工作频率的提升,太赫兹倍频链路对第一级倍频器的输出功率要求越来越高,提升其功率承受能力是解决该问题的主要途径之一。设计并制作出高击穿的氮化镓肖特基势垒二极管,并与砷化镓二极管进行了对比。氮化镓二极管大的电容调制能力弥补了高电阻导致的低效率,使其具有与砷化镓倍频器相当的转换效率。针对传统混合集成电路结构的氮化镓倍频器连续波功率低的问题,研制出基于高热导率碳化硅单片集成电路形式的180 GHz氮化镓大功率倍频器,并与砷化镓倍频器进行了性能对比。在600 mW输入功率下,两种倍频器的转换效率均大于20%,输出功率大于120 mW。氮化镓二极管的高击穿特性和碳化硅衬底的高导热性使得氮化镓倍频器在大功率输入下具有更好的性能。

异质兼容集成半导体光电子器件与集成基元功能微结构体系

以纳米压印光栅制作为基础,研究了适应纳米压印工艺的对接生长材料结构及生长工艺,生长的材料均匀性好,适合后续器件工艺制作。通过理论设计及实验研究,优化了浅刻蚀有源波导及深刻蚀无源波导的变换结构,降低了器件的转换损耗及回波损耗。结合后续制作的器件,对接界面插入损耗可以小于1.5 d B。完成了多种多波长阵列DFB激光器及高性能DFB激光器的制作,包括16通道200 GHz,300 GHz间隔1550 nm波段阵列激光器,4通道20 nm间隔1310 nm波段阵列激光器,双八分之一相移激光器,非对称三相移激光器,变节距啁啾调制激光器等,广泛的验证了压印工艺的可靠性及适应性。研究了阵列器件的热调谐特性及热串扰特性,取得了器件热特性数据。为下一步编写阵列器件波长控制程序取得了实验数据。依据2012年度In P基AWG测试结果,对AWG的结构设计数据进行了修正并重新设计。修正设计后制作的通道波长间隔为1.56 nm,通道中心波长1549.7 nm,串扰小于1.5d B。完成了四通道阵列激光器与多模干涉结构合波器(MMI)的单片集成芯片的设计、制作与测试,针对集成芯片完成了器件的封装设计。由于集成芯片管脚非常多,直流偏置,微波信号,热调谐信号互相之间存在耦合,串扰,布线交叉等。为此采用了多层过渡板结构,有效的将各个管脚分开,降低电学串扰。搭建芯片测试平台系统。完成了多波长半导体微环激光器的的制备与测试,采用In P基多量子阱激光器外延材料结构,利用感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术和Si O2钝化工艺,研制了基于环形谐振腔的双波长半导体激光器样品,实现了激光光源的单片集成。改变激光器的注入电流,可调节峰值波长与波长间隔。对In P基长波长10 Gb/s单片集成OEIC光接收机进行了电路建模、共基极和共发射极OEIC集成电路设计、制备与测试,跨组放大器达到10 Gb/s传输速率,PIN探测器带宽实现7.8 GHz,OEIC器件传输速率达到4 Gb/s,眼图清晰。探索了Si基准单片光发射OEIC方案的可行性。该方案是在Si片衬底上湿法腐蚀出沟槽,并在沟槽里溅射金属层,将FP激光器芯片贴装在沟槽里,通过金属层将电极引出,与Si CMOS激光驱动电路实现准单片集成。

光收发器中光电集成接收芯片的实现

针对应用于850nm光通信中的10/100Mbit/s收发器,提出采用0.5μm标准CMOS工艺对其光接收芯片实现Si基单片集成。整体芯片面积为0.6mm2,共集成了一个双光电二极管的(DPD)光电探测器和一个跨阻前置放大电路,功耗为100mW,并给出了具体的测试性能结果。结果表明,在850nm光照下,光接收芯片带宽达到53MHz,工作速率为72Mbit/s。重点介绍了DPD光电探测器的原理和结构,并给出了相应的制造过程和电路等效模型,对整个光接收芯片进行了多种实用性测试,可以满足系统的性能要求。

基于GaAs E/D PHEMT工艺的单片集成光接收芯片

设计并实现了一款适用于广电混合光纤同轴电缆网络（HFC）的高增益单片集成光接收芯片,该芯片主要包括跨阻放大器（TIA）、衰减器（VVA）和输出放大器三部分。跨阻放大器采用差分结构,相较于单端TIA提高了噪声性能,衰减器采用相位相消方式实现信号衰减,输出放大器为芯片补足增益并实现阻抗匹配。使用ADS仿真软件进行电路设计、版图设计、仿真验证,采用GaAs 0.25μm E/D PHEMT工艺进行了流片。测试结果表明,芯片实现了42 d B的最大增益,在0-3 V控制电压下,0-28 dB的连续可调增益范围,工作频率为50 MHz-1 GHz,差分输入单端输出,输出负载为75Ω,芯片面积1 412μm×1 207μm,芯片性能符合设计目标。

飞利浦推出内嵌集成微控器的液晶电视单芯片

飞利浦电子公司日前宣布推出中端液晶电视单片解决方案。飞利浦的TDAl5600是专为便于生产商提供成本经济、具有竞争优势的液晶电视而设计的，除中端液晶电视所需的基本功能外，它还拥有先进的画质改善功能，是飞利浦产品系列的完美补充。飞利浦这一产品系列包括用于低端液晶电视的单片TDA15500和用于改进高端液晶电视画质的PNX5000。TDA15600将进一步帮助生产商为互联消费者提供满足其功能和成本需求的液晶电视，

英飞凌推出下一代单片集成手机芯片和超低成本双SIM卡平台

英飞凌科技宣布推出最新超低成本手机芯片X—GOLD 102。相对于英飞凌现有的平台解决方案．该芯片可使系统性能提升5倍．同时降低近10％的物料成本（BOM）。

单片集成手机芯片和超低成本双SIM卡平台

X—GOLD102芯片包含基带处理器、RF收发器、RAM内存和手机电源管理单元。它支持MP3音频（基础多媒体话机）、彩屏（内存优化）、调频收音机和USB充电器，采用130nm工艺（CMOSSoC）制造，实现了更好的单片集成。

集成射频和中频功能的单片电视调谐器芯片

在一颗芯片上集成了RF（射频）和IF（中频）功能 TUA6039是一款三波段射频调谐器集成电路，带有中频AGC（自动增益控制）放大器和锁相环。其工作电压为3～5V，功耗仅为330mV（典型值）。TUA6039支持有线电视中采用的所有制式，例如PAL、SECAM、NTSC、DVBC、DVB—T、T-DMB、DAB、ISDB—T和ATSC等。

用于手机的完全集成单芯片多媒体解决方案

PNX4903将模拟和数字基带、RF收发器、电源管理及音频电路集成在一个单片集成电路上，只需在一块低成本、四层印刷电路板（PCB）上设置49个外部组件即可实现完整的双频GSM／GPRS调制解调器。其他功能：为更大网络容量提供SAIC（单天线干扰消除）支持；Rx（接受的数据流量）和Tx（发送的数据流量）双频（850或900／1800或1900）.MP3播放，兼容SD卡；40和弦MIDI和MP3铃声；

聚合物微透镜阵列制作及单片集成应用研究

以聚酰亚胺和聚二甲基硅氧烷两类材料为例 ,研究了聚合物微透镜阵列的制备工艺以及与CCD图像传感器芯片的单片集成工艺 ,阐述了光学聚合物用于单片集成应具有的材料性能 。