噪声用于半导体大功率激光器及双极晶体管可靠性研究

论文摘要

本论文首先叙述了半导体器件的电噪声特性,然后介绍了半导体器件低频电噪声测量常用的方法,改进了半导体器件电噪声测试系统。在此基础上开展了噪声用于器件可靠性检测方面的研究。对半导体激光器进行电导数、低频电噪声测量和电老化测试后,发现器件在一定的老化电流条件下会发生退火效应。在加速电老化的条件下,研究了激光器中出现的g-r噪声和爆破噪声产生的原因,发现它们是器件退化的明显标志。将小波变换引入对器件的噪声分析和可靠性评价中,它可以对噪声信号的时域曲线进行多尺度分析,为器件的可靠性评价提供了新的途径。对采用不同终端技术生产的双极晶体管进行直流电参数和电噪声测试,发现采用覆盖结构的终端技术可以控制器件的表面漏电流,降低器件的电噪声,提高器件的可靠性。以上研究结果对进一步了解器件的噪声特性以及提高噪声用于器件可靠性检测的准确率有重要意义。

论文目录

• 第一章 半导体激光器噪声综述
• 1.1 引言
• 1.2 半导体激光器的光噪声
• 1.2.1 光强度噪声
• 1.2.2 光相位噪声
• 1.3 半导体激光器的电噪声
• 1.3.1 引言
• 1.3.2 电噪声的种类
• 1.3.3 半导体激光器的噪声等效电路
• 1.3.4 电噪声的应用
• 1.4 本论文的主要工作
• 第二章 半导体激光器噪声测量
• 2.1 噪声的测量方法
• 2.1.1 直接测量法
• 2.1.2 互谱测量法
• 2.1.3 基于PC 机的数字测量法
• 2.1.4 多通道测量法
• 2.1.5 干涉测量法
• 2.2 噪声测试系统
• 2.2.1 测试系统的硬件构成
• 2.2.2 测试系统中的抗干扰技术
• 2.2.3 测试系统的本底噪声
• 2.3 几种常见器件的测量结果
• 2.3.1 80811m 大功率半导体激光器的低频电噪声
• 2.3.2 98011m 大功率半导体激光器的低频电噪声
• 2.4 小结
• 第三章 噪声用于半导体激光器可靠性评估和筛选
• 3.1 半导体激光器的可靠性
• 3.1.1 半导体激光器的可靠性概述
• 3.1.2 影响半导体激光器可靠性的主要因素
• 3.1.3 半导体激光器可靠性的研究方法
• 3.2 噪声与器件品质可靠性的相关性研究
• 3.2.1 半导体高功率量子阱激光器退火后的电噪声
• 3.2.2 加速老化电流条件下的电噪声
• 3.3 小结
• 第四章 小波分析在噪声信号处理和器件可靠性评价中的应用
• 4.1 小波分析概述
• 4.2 小波分析的基本理论
• 4.2.1 连续小波变换
• 4.2.2 离散小波变换
• 4.3 小波变换用于器件中1/f 噪声的提取
• 4.3.1 引言
• 4.3.2 理论分析
• 4.3.3 实验结果
• 4.4 用小波变换分析器件老化前后的电噪声
• 4.5 小结
• 第五章 双极晶体管的1/f 噪声
• 5.1 表面1/f 噪声
• 5.1.1 p-n 结的表面1/f 噪声
• 5.1.2 双极晶体管的表面1/f 噪声
• 5.2 控制界面态减少表面可动电荷降低晶体管的电噪声
• 5.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表论文
• 博士期间参与的项目
• 摘要
• Abstract