1.一种半导体器件1/f噪声SαS模型参数估计方法,该方法包括以下步骤:步骤一:搭建半导体器件低频噪声测量系统;
(1)提供偏置电路、驱动电源、屏蔽盒、低噪声放大器、数据采集卡、计算机、BNC接口电缆和USB数据线;
(2)将偏置电路和驱动电源设置在屏蔽盒中构成测试样本盒,用BNC线将偏置电路连接至低噪声放大器输入端,将低噪声放大器输出端用BNC线连接至数据采集卡输入端,将数据采集卡输出端用USB线连接至计算机;
(2)将偏置电路和驱动电源设置在屏蔽盒中构成测试样本盒,用BNC线将偏置电路连接至低噪声放大器输入端,将低噪声放大器输出端用BNC线连接至数据采集卡输入端,将数据采集卡输出端用USB线连接至计算机;将被试件置于偏置电路中,测量其电压噪声;
步骤二:半导体器件1/f噪声概率模型分析;
测量系统本底噪声和半导体器件观测噪声的非高斯性检验,半导体器件观测噪声的概率密度曲线检验、拟合优度检验、概率模型参数估计一致性检验,对半导体器件1/f噪声建立SαS概率模型;
步骤三:半导体器件1/f噪声SαS模型参数估计;
根据步骤二对半导体器件1/f噪声建立SαS概率模型,在测量系统本底噪声背景下,提出一种半导体器件1/f噪声SαS模型参数估计方法;1/f过程x的SαS模型可记为:x~S(α,0,γ,0);其中,偏斜参数和位置参数都为零,只需估计特征指数α和分散系数γ即可完整描述模型特征;
根据半导体器件观测噪声X(t)时间序列X(t)=S(t)+N(t),其中,X(t)为符合SαS分布的半导体器件观测噪声序列,S(t)为符合SαS分布的半导体器件内部1/f噪声序列,N(t)为符合高斯分布的测量系统本底噪声序列;对SαS分布过程x的特征函数取绝对值,两端再取α 2自然对数:ln|φ(t)|=‑γSαS|t|‑γGt ,其变形式: 其中,分散系数γSαS、特征指数α为半导体器件1/f噪声SαS模型参数;γG为符合高斯分布的测量系统本底噪声的分散系数, 为本底噪声方差。
2.根据权利要求1所述的一种半导体器件1/f噪声SαS模型参数估计方法,其特征在于,α 2根据步骤三所述的ln|φ(t)|=‑γSαS|t|‑γGt和 得到半导体器件1/f噪声SαS模型分散系数γSαS的估计式:
观测噪声序列X(t)={X1,
X2,…,XN},N为观测噪声序列的样本数,本底噪声分散系数估计值 为本底噪声方差的估计值。
3.根据权利要求1所述的一种半导体器件1/f噪声SαS模型参数估计方法,其特征在于,α 2根据步骤三中所述的ln|φ(t)|=‑γSαS|t|‑γGt和 得到半导体器件1/f噪声SαS模型特征指数α的估计式:
观测噪声序列X(t)=
{X1,X2,…,XN},N为观测噪声序列的样本数,本底噪声分散系数估计值 为本底噪声方差的估计值;由此,通过选取取值在1附近的参数t,仅通过半导体器件观测噪声,采用基于特征函数的方法得到半导体器件1/f噪声SαS模型参数的估计值 与 即可完整描述半导体器件1/f噪声的SαS概率模型。