半导体器件中的噪声及其低噪声化技术PDF电子书下载

目录 1

主要符号表 1

第一章 噪声基础 6

1.1 噪声的数学基础 6

1.1.1 概率密度函数与平均值 6

1.1.2 自相关函数与功率谱密度 8

1.1.3 噪声量的迭加与相关 10

1.2 器件噪声的表征参数 12

1.2.1 二端元器件噪声的表征 12

1.2.2 等效输入噪声 14

1.2.3 噪声系数 15

1.2.4 多级放大器的噪声 17

1.2.5 噪声带宽 19

1.3 半导体器件噪声的分类和特点 20

第二章 热噪声 24

2.1 热噪声模型 24

2.1.1 热噪声的完全表达式 25

2.1.2 扩散噪声 27

2.1.3 热电子噪声 29

2.2 场效应晶体管的热噪声 30

2.2.1 沟道热噪声基本公式 30

2.2.2 JFET的沟道热噪声 33

2.2.3 MOSFET的沟道热噪声 35

2.2.4 感应栅噪声 38

参考文献 39

第三章 散粒噪声 41

3.1 散粒噪声的基本特性 41

3.2 半导体二极管的散粒噪声 44

3.2.1 简单模型 44

3.2.2 高频模型 45

3.2.3 大注入模型 47

3.3 双极晶体管的散粒噪声 50

3.3.1 简单模型 50

3.3.2 高频模型 53

3.3.3 大注入模型 54

3.4 结型器件的其它散粒噪声 56

3.4.1 pn结空间电荷区复合电流的散粒噪声 56

3.4.2 pn结的雪崩噪声 57

参考文献 61

第四章 g-r噪声 63

4.1 g-r噪声的基本特性 63

4.2 JFET的g-r噪声 67

4.2.1 栅结势垒区中陷阱中心产生的g-r噪声 67

4.2.2 沟道中的复合中心产生的g-r噪声 69

4.3 双极晶体管中的猝发噪声 71

4.3.1 猝发噪声的一般性质 71

4.3.2 猝发噪声的物理机构 74

4.4 小尺寸MOSFET中的随机电报噪声（RTN） 76

参考文献 78

5.1 概述 80

第五章 1/f噪声 80

5.2 1/f噪声模型 84

5.2.1 表面载流子数涨落模型 84

5.2.2 迁移率涨落模型 90

5.2.3 量子1/f噪声 94

5.3 双极晶体管的1/f噪声 96

5.3.1 表面1/f噪声 96

5.3.2 位错1/f噪声 103

5.3.3 1/f噪声源的鉴别 104

5.3.4 量子1/f噪声 108

5.4 场效应晶体管的1/f噪声 111

5.4.1 MOSFET的表面1/f噪声 111

5.4.2 FET的量子1/f噪声 123

参考文献 125

第六章 半导体器件的低噪声化技术 129

6.1 实现半导体器件低噪声化的基本原则 129

6.1.1 双极晶体管的En-In模型 129

6.1.2 场效应晶体管的En-In 132

6.1.3 二端元器件的噪声模型 133

6.1.4 实现低噪声化的基本原则 135

6.2 模拟集成电路线路的低噪声设计 136

6.2.1 差分输入级的噪声分析 137

6.2.2 复合管与单元电路的噪声分析 140

6.2.3 线路的低噪声设计原则 146

6.3.1 低噪声器件结构的选择 147

6.3 器件结构参数的低噪声设计 147

6.3.2 版图的低噪声设计 148

6.3.3 双极晶体管掺杂浓度分布的低噪声设计 151

6.4 低噪声工艺 155

6.4.1 低噪声扩散工艺 155

6.4.2 表面钝化工艺 159

6.4.3 完美晶体工艺 164

6.5 数字集成电路的噪声 166

参考文献 170

第七章 噪声分析在半导体器件质量表征和可靠性评估中的 172

应用 172

7.1 用1/fγ噪声表征金属薄膜互连的电迁移 172

7.2 用1/fγ噪声和RTN研究Si-SiO2界面附近的氧化层陷阱 181

7.2.1 用1/fγ噪声测量确定氧化层陷阱密度的能量与空间分布 183

7.2.2 用RTN测量确定氧化层陷阱的深度和俘获截面 192

7.3 用g-r噪声分析半导体材料与器件中的深能级杂质 196

7.3.1 理论 196

7.3.2 实验 199

7.4 1/f噪声与半导体器件参数漂移失效的相关性 206

7.4.1 1/f噪声与双极晶体管的hFE漂移 207

7.4.2 1/f噪声与MOSFET的负温偏不稳定性 210

7.4.3 1/f噪声与电离辐照引起的MOS器件阈值电压漂移 215

7.4.4 1/f噪声与稳压二极管的基准电压退化 218

参考文献 221