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具應力梯度接觸蝕刻停止層與源、汲極晶格不匹配對N型奈米元件的影響
(2016) 郭彥廷; Kuo, Yen-Ting
　　本研究旨在分析具多重應力源結構之N型奈米電晶體，其元件結構尺寸對於元件應力分佈之性能及表現。該電晶體結構之多重應力源包括：1、晶格不匹配之源/汲極區域，以及2、在厚度方向上具應力梯度之接觸蝕刻停止層（CESL）。藉由本研究所提出之創新模擬法所得之分析結果證實，由具應力梯度之CESL結合矽碳源/汲極晶格不匹配引致應力源之先進應變工程技術，能夠精準預測真實電晶體通道區域之應力與應變分佈情形。為了探討CESL薄膜應力梯度對本研究之影響，本研究施予1.0 GPa拉伸內應力，在模擬分析時固定其厚度，並分別以多次沈積方式諸如1、2、4、8與12次，以逐層堆疊的方式進行數值收斂性分析；結果得知沈積次數愈多者將愈接近實際元件之應力分佈，且元件通道應力分佈將收斂於一定值。採用上述模擬方式對具 1.0 GPa t-CESL及源/汲極區域鑲埋1.65 %碳莫耳分率之矽碳合金之多重應力源結構，進行電晶體通道寬度調變模擬分析，其結果指出，多重應力源結構改善電晶體之效能將優於單一應力源結構，而隨著通道寬度越寬，通道應力趨於飽和，並且經由一階壓阻係數關係式，得知電晶體性能提升比例。　　此外，考慮多重應力源結構對於鍺基板電晶體的性能表現，並藉由本論文使用之創新模擬方法，將具應力梯度之t-CESL結合鍺矽源/汲極晶格不匹配引致應力之多重應力源結構進行模擬分析。結果指出，越高的矽莫耳分率之鍺矽合金，對通道應力影響越大，並且隨著通道寬度的延伸，應力趨於飽和，最後由一階壓阻係數關係式，獲得鍺基板電晶體性能提升比例。
應用於衛星通訊與Wi-Fi 7之壓控振盪器設計
(2025) 郭彥霆; Kuo, Yen-Ting
近年來，隨著無線通訊技術的蓬勃發展與半導體製程的不斷進步，系統的運作頻率也逐步提升，使得高頻積體電路（IC）的設計變得尤為重要。無論是數位訊號處理還是射頻應用，都需要一個穩定且精確的時脈來源，以確保系統的正常運行。因此，時脈產生器在電路設計中扮演關鍵角色。本次論文以射頻收發系統中的本地振盪源為研究主軸，設計並實現了兩種不同應用頻段的時脈產生器，分別為應用於衛星頻帶共模諧振暨變壓器回授電壓控制振盪器以及應用於 WiFi – 7之逆Class-F 電壓控制振盪器。論文的第一部分實現了應用於衛星通訊基於共模諧振（CMR）暨變壓器回授（TF）壓控振盪器（VCO）。該設計採用 NMOS cross couple pair 並利用變壓器回授顯著提升輸出振幅，並透過共模諧振有效抑制閃爍雜訊（flicker noise）的上轉換效應。為進一步改善相位雜訊性能，採用自偏壓開關電容陣列（SB-SCA）以提升諧振槽之品質因數（Q-factor）。該 VCO 採用 90 奈米 CMOS 製程實現，量測之頻率調諧範圍達 15%，涵蓋 11.5 至 13 GHz。在 1 MHz 頻率偏移處，本設計達成 -115.7 dBc/Hz 之相位雜訊表現，對應的性能指標（FoM）為189.1 dBc/Hz。該VCO功耗僅6.5 mW，核心面積僅0.065 mm²第二部分實現了一款應用於 Wi-Fi 7 之逆 Class-F 電壓控制振盪器（VCO）。該設計採用 PMOS 與 NMOS 組成 pseudo cross-coupled 對，以達成電流重用（current-reused）效果，進一步降低功耗。此外，為避免額外功耗損失，本設計未額外添加尾電流源（tail current source）來控制電流。振盪核心利用 LC 共振腔於閘極端（Gate）產生主要振盪頻率，並透過汲極端（Drain）於二、三次諧振點進行共振，以抑制閃爍雜訊（flicker noise）上升，進而提升相位雜訊表現。本設計採用 8-bit 開關電容陣列（SCA）來調節共振腔的等效電容值，以精細控制振盪頻率範圍。相較於傳統的變容二極體（varactor）調諧機制，SCA 透過離散電容切換，能有效降低調諧時的非線性效應，進一步提升共振腔的等效品質因數（Q-factor），進而改善 VCO 的相位雜訊與頻率穩定性，以滿足 Wi-Fi 7 之高效能通訊應用需求。
海藻糖芭樂汁對第二型尿病大鼠之腎臟及胰的保護效應
(2015) 郭彥廷; Kuo, Yen-Ting
第二型糖尿病(Type 2 diabetes, T2DM)是目前廣泛流行的代謝症候群。研究預測第二型糖尿病的人口數，在西元2030年時會攀升至3.66億。芭樂 (Psidium guajava)，被發現具有抗氧化(anti-oxidation)、抗發炎(anti-inflammation)及抗糖尿病(anti-diabetes)的特性。並且也被發現在第一型糖尿病的大鼠上，可以保護胰臟的β細胞，免於受到氧化壓力損害。然而，很少研究是利用芭樂的可食部位探討其對第二型糖尿病之間的作用機制。所以我們利用芭樂可食部位製成芭樂汁(40%)，以研究此主題。為了提升芭樂汁的適口性，我們在果汁當中添加了海藻糖(Trehalose)。海藻糖是一種雙醣，目前已被應用為細胞冷凍保存的工具。先前的研究指出它可以防止阿茲海默症中，類澱粉蛋白的累積。以及亨丁頓氏舞蹈症中，多聚谷氨酰胺的形成而產生抗氧化之作用。本研究之主要目的在評估芭樂汁(40%)添加海藻糖(5%)對於第二型糖尿病大鼠在腎臟與胰臟的保護作用效應。利用Nicotinamide (NA)及Streptozotocin (STZ)腹腔注射以誘發 Wistar品系雌性大鼠第二型糖尿病。誘發成功後，分為六組進行實驗，分別為CON, DM, T1, T2, T5和B1。每日灌餵芭樂汁，連續四周。灌餵之劑量如下: T1, T2, T5: 4, 8, 20 ml/kg BW芭樂汁含5%海藻糖。 B1: 4 ml/kg BW芭樂汁不含5% 海藻糖。紀錄葡萄糖耐受性試驗(OGTT)、血清胰島素、糖化血色素與換算之胰島素阻抗和分泌量。並測量腎臟活體自由基，而後進行犧牲，收取組織進行免疫組織染色、螢光染色、西方墨點法及離體血清自由基測試。我們亦以LC/MS的方式定量芭樂有效成份。結果顯示，芭樂汁中含有高量的槲皮素，且槲皮素與芭樂汁可清除H2O2 and HOCl。而本研究也發現，海藻糖可清除H2O2，但無法清除HOCl。第二型糖尿病(DM組)會增加大鼠之氧化壓力及發炎反應。相較之下，T1, T2, T5組在灌餵海藻糖芭樂汁之後，表現出較低程度的氧化壓力及發炎指標，如IL-1β, Caspase 3及4-HNE。第二型糖尿病(DM組)增加胰島素阻抗和降低胰島素分泌量。相較之下，T1, T2, T5組在灌餵海藻糖芭樂汁之後，會降低第二型糖尿病(DM組)所增加之腎臟和胰臟氧化壓力及發炎反應包括降低IL-1β, Caspase 3 及4-HNE之表現。而且會降低胰島素阻抗和部份增加胰島素分泌量。此外，我們發現在離體血清自由基測試中，B1組的血清自由基較T1, T2, T5組高，其中T2及T5組統計達顯著差異(P< 0.05)。免疫組織染色及螢光染色結果也有相同趨勢。這結果表示海藻糖芭樂汁對於腎臟及胰臟的保護功效，較單獨芭樂汁佳。總結，海藻糖可以提升芭樂汁在第二型糖尿病中的保護功效。將兩者合併攝取，可降低腎臟及胰臟的氧化壓力及發炎反應。