電子元器件散粒噪聲特性及測試方法研究.pdf

1、隨著介觀物理和納米電子學(xué)研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)散粒噪聲可以表征納米器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息和電子傳輸特性。宏觀電子元器件內(nèi)部也存在介觀或者納米尺度的結(jié)構(gòu)，故也會產(chǎn)生散粒噪聲，并且其散粒噪聲也可能攜帶有關(guān)內(nèi)部信息。這使人們對宏觀電子元器件中散粒噪聲研究產(chǎn)生了很大的興趣。另一方面，隨著器件尺寸的不斷縮小，器件中噪聲也越來越顯著，嚴(yán)重影響器件以及電路的性能，這促使人們深入研究器件中散粒噪聲的產(chǎn)生機理和特性，抑制器件中的噪聲，實現(xiàn)器件和電路的低噪聲化

2、。 對于短溝道MOSFET器件，散粒噪聲可分為來源于載流子隨機通過源極附近勢壘引起的溝道散粒噪聲和柵隧穿電流引起的柵散粒噪聲；二極管中由于自身勢壘的存在，必然也會引起散粒噪聲的產(chǎn)生；在電阻器中，只要其電阻率或尺寸滿足一定的條件，就能發(fā)現(xiàn)散粒噪聲的存在。本文詳細(xì)介紹了幾種典型電子元器件中散粒噪聲的產(chǎn)生機理和噪聲特性，并用借用擴散-漂移模型解釋了散粒噪聲的產(chǎn)生機理。近年來，散粒噪聲越來越廣泛地應(yīng)用于電子所受作用機制與可靠性的無損表征

3、。本文指出器件中散粒噪聲和內(nèi)部缺陷是相關(guān)的，并預(yù)測了散粒噪聲在器件可靠性表征中的應(yīng)用。 影響散粒噪聲測試的主要因素包括：外界電磁干擾、低頻1/f噪聲、熱噪聲以及測試系統(tǒng)背景噪聲等。針對以上影響因素，本文提出了一種低溫散粒噪聲測試方法并建立了相應(yīng)的測試系統(tǒng)。在電磁屏蔽環(huán)境下，將被測器件置于低溫屏蔽裝置內(nèi)，有效抑制了外界電磁波和熱噪聲的干擾；采用低噪聲前置放大器使整個系統(tǒng)的背景噪聲充分降低；通過提取噪聲功率譜高頻部分進行噪聲分析，有