InP基太赫兹动态芯片设计及芯片封装技术研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fmklsdfjds
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
半导体设备技术的快速发展引起人们对开发研究太赫兹波段(0.1THz-10THz)的广泛关注。一直以来,太赫兹频率都被认为是电磁频谱中的“空白”区域,其所拥有的大带宽使得太赫兹通信系统可以超高速率工作,因此被认为是新一代无线通信技术的重要频谱资源。本文主要针对太赫兹系统中的动态开关芯片、有源倍频芯片等功能芯片和芯片封装工作进行设计与实验,完成的主要工作包含以下几个方面:(1)针对目前开关芯片工作频率不高,插入损耗和隔离度难以平衡的情况,本文利用90nm InP基HEMT工艺设计了四款220GHz开关动态芯片,其中三款采用单支节微带与级联HEMT相结合的拓扑结构,第四款创新地采用了单管芯HEMT与太赫兹微结构的结合(meta-chip)。实验测得双管芯级联芯片最大开关比可达35d B,实现了大开关比特性;三管芯级联结构的隔离度大于20d B、插损小于5d B,带宽可达13GHz,调制速率可达1Gbps,实现了宽频带、高速动态开关功能;与微结构结合的单管芯开关芯片相比于普通芯片,开关比增加了2d B,体现了超构开关的优势。(2)针对有源倍频芯片在太赫兹频段的研发设计较少,倍频效率较低的现状,本文采用InP基HEMT工艺设计了140GHz二倍频和220GHz三倍频芯片。开展了有源倍频芯片中栅极和漏极直流偏置电路、输入基波和输出谐波的匹配电路仿真模拟与优化。完成了140GHz二倍频有源芯片的实验测试,实验测得最大倍频增益0.35d B,具有近13GHz的3d B带宽。仿真和实验结果基本相同,验证了设计方法的可靠性。(3)对于太赫兹单片向模块化迈进的趋势,本文为单功能芯片设计了封装模块,利用E面探针和金丝键合的结合实现了芯片和波导的过渡,实验测得腔体的固定损耗1-2d B。同时完成了罗杰斯板以及直流供电板pcb设计与芯片封装。220GHz低噪声放大封装芯片背靠背结构实测结果显示插入损耗在20GHz带宽内低于2.5d B;60GHz IQ混频封装芯片的测试结果显示插入损耗在10GHz带宽内低于3d B,合路变频损耗在11d B和12d B之间,确保了其在太赫兹系统的有效应用。本文设计的太赫兹动态开关芯片、太赫兹有源倍频芯片,为功能芯片的设计提供了完整思路和新的方法,封装技术为促进太赫兹芯片模块化提供了有力保障。
其他文献
传统太赫兹源依赖于非线性光学晶体和光电导天线,这两种方式技术成熟,但是成本高、不易集成化。目前自旋电子学太赫兹发射技术利用铁磁材料与非磁材料的特性,通过操控自旋流发射太赫兹波成为了太赫兹源的研究热点,如极化操纵、振幅调整、相位调制和辐射束操纵,自旋电子学太赫兹源的平面结构为集成化产生更紧凑、便携的器件提供了条件,是一种低成本、高效率、易集成的太赫兹源。超材料是一种人工电磁材料,通过人工设计的周期单
学位
脂溢性脱发虽不影响身体健康,但头发进行性减少会给患者的外观带来影响,又因其反复难愈,治疗困难,严重影响患者的心理健康及生活质量。徐宜厚教授通过中医整体观对脂溢性脱发辨证施治,证分血热风燥、脾胃湿热、肝肾湿热三型。治疗中注意安神药物的使用,同时配合针灸、外洗方内外兼治,因人制宜,女性患者强调调理冲任,临床取得良效。
期刊
期刊
金融资产配置动机对企业创新会产生显著影响。本文利用A股上市非金融企业2013-2020年的数据,考察了不同动机下的金融资产配置对企业创新的影响效果。研究发现:(1)实体企业配置金融资产增加会显著抑制企业创新投入;(2)基于风险规避动机的金融资产配置促进了企业创新,基于追逐利润动机的金融资产配置阻碍了企业创新;(3)在异质性检验中,出于风险规避动机,高科技企业与非国有企业配置金融资产对企业创新的促进
期刊
随着太赫兹技术的不断发展和应用,迫切需求性能指标更加优越的太赫兹辐射源。相比固态器件,真空电子辐射源器件是推动太赫兹技术实现更好应用的有效办法。扩展互作用速调管放大器结合了速调管和行波管的优点,以其独特的多间隙腔体优势,能够实现高功率、高增益以及宽带宽,一直以来都是太赫兹真空电子器件领域研究的热点。本文采用传统梯形线与梯形亚波长孔阵列相结合的复合结构作为高频系统来设计太赫兹频段的扩展互作用放大器(
学位
本文按照一种逻辑系统地阐述了贝克的风险社会理论。贝克的理论以自反性现代性和风险为起点,通过各个领域的后果与政治相关联。笔者详细讨论了理论中的一些关键概念以及它们之间的关系。笔者指出,贝克的论述在现代性发展的背景下是具有价值的。它提供了一种理解社会团结的路径,同时注意到了现代社会中科学知识与决策和权力的关系以及由此而来的政治领域的泛化。然而,因为过度关注风险和安全问题,贝克在理论中使用了各种简单的二
学位
随着经济结构转型和产业升级的需要,原有的工厂布局正在重新调整——搬离市中心。依附于工厂的工人不可避免地流向更边缘地区,有赖于工厂工人支撑的驾培行业的发展,面临前所未有的冲击。在此背景下,驾校教练们这一服务业从业者群体,对服务接受者(学员)态度却不甚友好。在风险的冲击下,不甚友好的态度是否形成了教练们应对风险的不同策略?这些不同的策略,是如何形成的?为什么不同教练采取的策略,具有显著的差异性?为了解
学位
太赫兹技术有很多独特的性质,比如宽带宽、良好的方向性、高空间和时间分辨率,这些独特性质也决定了太赫兹波在研究和应用上具有巨大的潜力。在高速通信、雷达系统、天文物理、生物医学诊断和安全检测等领域引起了各国科研工作者的重视。作为现有能够产生太赫兹波技术之一的真空电子器件,由于其输出功率大、电子效率高,在实现太赫兹辐射源方面得到了广泛的应用。然而,随着电真空器件的工作频率向太赫兹频段的进一步拓展,一些高
学位
随着计算机的发展,粒子模拟(Partical-in-cell,PIC)方法已经被广泛运用于高功率微波器件的设计和研究中。目前高功率微波器件的设计主要靠人工调参,十分依赖于设计者的经验,导致设计效率低下。优化算法具有自动寻优的功能,与粒子模拟方法结合用于高功率微波器件的优化设计就能一定程度上代替人工对器件进行自动优化,可以提高设计的效率且减少对经验的依赖。高功率微波器件设计时通常需要考虑多个指标,是
学位
近年来,慈善捐赠数量持续增长,志愿服务水平不断提升,我国公益慈善的巨大潜力正被不断挖掘。但在慈善事业发展驶入快车道的背景下,慈善组织数量增长的态势却不容乐观,表现出参与慈善组织登记认定工作动力不足,登记认定流程受阻等多方面的问题。对此,为探究慈善组织在参与登记认定工作过程中所受到的制度吸引及阻碍因素,本文在新制度主义与资源依赖理论的指导下,在杭州市范围内选取了五家典型的慈善组织与五家尚未登记认定的
学位