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UTC-PD和RTD单片集成的器件模拟研究
1
作者
毛旭瑞
刘庆纲
+2 位作者
宋瑞良
毛陆虹
郭维廉
《固体电子学研究与进展》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第3期353-357,468,共6页
单行载流子光电二极管与共振隧穿二极管单片集成器件是一种新型高速光电探测器,也是高速光电单稳双稳转换逻辑电路的一个基本单元。用Atlas软件对该集成电路单元进行了直流和交流特性的模拟研究,模拟得到的3dB带宽最高可达9THz。模拟发...
单行载流子光电二极管与共振隧穿二极管单片集成器件是一种新型高速光电探测器,也是高速光电单稳双稳转换逻辑电路的一个基本单元。用Atlas软件对该集成电路单元进行了直流和交流特性的模拟研究,模拟得到的3dB带宽最高可达9THz。模拟发现,光照强度、吸收层厚度、掺杂浓度、收集层浓度是影响器件3dB带宽的主要因素。研究了器件材料参数、结构参数与器件3dB带宽之间的关系,并得到在现行工艺下优化后的单行载流子光电二极管和共振隧穿二极管单片集成器件的工艺参数,模拟出3dB带宽为1.03THz。同时,对器件模拟和半导体工艺间的误差进行了分析和估计。这一工作为单行载流子光电二极管和共振隧穿二极管单片集成器件的设计和研制提供了工艺参数基础。
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关键词
光电探测器
单行载流子传输光电二极管
共振隧穿二极管
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职称材料
轻掺杂硅基神经电极的光噪声消减
被引量：
1
2
作者
魏春蓉
王飞
+10 位作者
裴为华
刘智多
毛旭瑞
赵宏泽
王思凯
王毅军
杨晓伟
刘媛媛
赵姗姗
归强
陈弘达
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期109-115,共7页
硅基神经电极是记录神经细胞放电活动的一种实用工具。使用标准的集成电路加工技术,在宽度仅为70μm的单个硅基针上能排布上千个电极记录位点。光遗传学的发展使控制神经元活动更加精确,通过在给予光刺激的同时记录神经元的电活动,可以...
硅基神经电极是记录神经细胞放电活动的一种实用工具。使用标准的集成电路加工技术,在宽度仅为70μm的单个硅基针上能排布上千个电极记录位点。光遗传学的发展使控制神经元活动更加精确,通过在给予光刺激的同时记录神经元的电活动,可以获取更丰富的脑活动信息。当使用黄光或蓝光刺激神经元时,光子的能量大于硅衬底的禁带宽度,价带电子被激发到导带,从而生成电子-空穴对。因此,在光刺激下使用硅基神经电极时,硅基板中的光生载流子将严重干扰电极的信噪比。为满足在光刺激同时记录电活动的应用需求,必须减少光对硅基神经电极的噪声干扰。传统的降噪方法是使用重掺杂硅作为衬底材料,通过增加杂质浓度来降低载流子寿命,从而降低硅电极的光学噪声。但是,重掺杂的硅衬底比轻掺杂的硅衬底具有更多的晶格缺陷,这使得硅基电极更加脆弱,并且该方法与标准的集成电路加工技术不兼容。通过分析在轻掺杂硅衬底上制造电极的光致噪声机理,我们发现由光激发产生的载流子的不均匀分布将使轻掺杂硅衬底极化。由光致极化引起的电势将影响在其上制造的电极。将轻掺杂硅衬底金属化和接地将有效降低极化电位。使用这种方法,由光诱发的噪声幅度将下降到原始值的0.87%。为了确保神经元的放电率,将光刺激脉冲频率选择为20 Hz。在1 mW·mm^(-2)的光照下,电极的背景噪声可控制在45μV以下,可以满足一般光遗传学应用的需求。经过上述方式改造后的轻掺杂硅衬底将满足光遗传学应用对神经探针的要求。与传统的通过重掺杂整个衬底降低光噪声方法不同,该方法与标准的集成电路加工技术兼容,为利用标准集成电路加工技术制备高密度、高通量硅电极提供了噪声消除方法。
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关键词
光噪声
光生载流子
光遗传学
轻掺杂
硅基神经微探针
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职称材料
题名
UTC-PD和RTD单片集成的器件模拟研究
1
作者
毛旭瑞
刘庆纲
宋瑞良
毛陆虹
郭维廉
机构
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室
天津大学电子信息工程学院
出处
《固体电子学研究与进展》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第3期353-357,468,共6页
基金
国家自然科学基金重点项目(60736035)
文摘
单行载流子光电二极管与共振隧穿二极管单片集成器件是一种新型高速光电探测器,也是高速光电单稳双稳转换逻辑电路的一个基本单元。用Atlas软件对该集成电路单元进行了直流和交流特性的模拟研究,模拟得到的3dB带宽最高可达9THz。模拟发现,光照强度、吸收层厚度、掺杂浓度、收集层浓度是影响器件3dB带宽的主要因素。研究了器件材料参数、结构参数与器件3dB带宽之间的关系,并得到在现行工艺下优化后的单行载流子光电二极管和共振隧穿二极管单片集成器件的工艺参数,模拟出3dB带宽为1.03THz。同时,对器件模拟和半导体工艺间的误差进行了分析和估计。这一工作为单行载流子光电二极管和共振隧穿二极管单片集成器件的设计和研制提供了工艺参数基础。
关键词
光电探测器
单行载流子传输光电二极管
共振隧穿二极管
Keywords
photodetector
uni-travelling-carrier photodiode
resonant tunneling diode
分类号
TN364.2 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
轻掺杂硅基神经电极的光噪声消减
被引量：
1
2
作者
魏春蓉
王飞
裴为华
刘智多
毛旭瑞
赵宏泽
王思凯
王毅军
杨晓伟
刘媛媛
赵姗姗
归强
陈弘达
机构
中国科学院半导体研究所
中科院脑科学与智能技术卓越中心
半导体集成技术工程研究中心
中国科学院大学
天津职业技术师范大学信息技术与工程学院
出处
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期109-115,共7页
基金
国家重大研究发展计划项目(2017YFA0205903,2017YFA0701100,2016YFB0402405)
国家自然科学基金(61634006,61671424)
+1 种基金
中国科学院战略性先导科技专项(XDB32030100,XDB32040200)
中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDY-SSW-JSC004)资助。
文摘
硅基神经电极是记录神经细胞放电活动的一种实用工具。使用标准的集成电路加工技术,在宽度仅为70μm的单个硅基针上能排布上千个电极记录位点。光遗传学的发展使控制神经元活动更加精确,通过在给予光刺激的同时记录神经元的电活动,可以获取更丰富的脑活动信息。当使用黄光或蓝光刺激神经元时,光子的能量大于硅衬底的禁带宽度,价带电子被激发到导带,从而生成电子-空穴对。因此,在光刺激下使用硅基神经电极时,硅基板中的光生载流子将严重干扰电极的信噪比。为满足在光刺激同时记录电活动的应用需求,必须减少光对硅基神经电极的噪声干扰。传统的降噪方法是使用重掺杂硅作为衬底材料,通过增加杂质浓度来降低载流子寿命,从而降低硅电极的光学噪声。但是,重掺杂的硅衬底比轻掺杂的硅衬底具有更多的晶格缺陷,这使得硅基电极更加脆弱,并且该方法与标准的集成电路加工技术不兼容。通过分析在轻掺杂硅衬底上制造电极的光致噪声机理,我们发现由光激发产生的载流子的不均匀分布将使轻掺杂硅衬底极化。由光致极化引起的电势将影响在其上制造的电极。将轻掺杂硅衬底金属化和接地将有效降低极化电位。使用这种方法,由光诱发的噪声幅度将下降到原始值的0.87%。为了确保神经元的放电率,将光刺激脉冲频率选择为20 Hz。在1 mW·mm^(-2)的光照下,电极的背景噪声可控制在45μV以下,可以满足一般光遗传学应用的需求。经过上述方式改造后的轻掺杂硅衬底将满足光遗传学应用对神经探针的要求。与传统的通过重掺杂整个衬底降低光噪声方法不同,该方法与标准的集成电路加工技术兼容,为利用标准集成电路加工技术制备高密度、高通量硅电极提供了噪声消除方法。
关键词
光噪声
光生载流子
光遗传学
轻掺杂
硅基神经微探针
Keywords
Light-induced noise
Photoinduced carrier
Optogenetics
Lightly doped
Silicon-based neural probe
分类号
O646 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
UTC-PD和RTD单片集成的器件模拟研究
毛旭瑞
刘庆纲
宋瑞良
毛陆虹
郭维廉
《固体电子学研究与进展》
CAS
CSCD
北大核心
2010
0
在线阅读
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职称材料
2
轻掺杂硅基神经电极的光噪声消减
魏春蓉
王飞
裴为华
刘智多
毛旭瑞
赵宏泽
王思凯
王毅军
杨晓伟
刘媛媛
赵姗姗
归强
陈弘达
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2020
1
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职称材料
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