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Volume 22, Issue 11, Nov 2001

    CONTENTS

  • A Novel Semiconductor CIGS Photovoltaic Material and Thin-Film ED Technology

    A

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1357

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  • 蒙特卡罗方法模拟金属-半导体接触的直接隧穿效应(英文)

    孙雷, 杜刚, 刘晓彦, 韩汝琦

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1364

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    运用自洽的蒙特卡罗方法模拟了肖特基接触的隧穿效应 .模拟的内容包括具有不同的势垒高度的金属 -半导体接触在正向和反向偏置下的工作状态 .分析模拟结果可知 ,隧穿电流在反向偏置下起主要的作用 .同时还模拟了引入肖特基效应后 ,SBD的工作特性 ,验证了模拟使用的物理模型 .得到了与理论计算值符合的模拟结果 .分析模拟结果表明 ,由于肖特基效应形成的金属 -半导体接触势垒的降低 ,会在很大程度上影响金属 -半导体接触的输运特性

  • 基于DLL的RF CMOS振荡器中电荷泵电流源失配(英文)

    李金城, 仇玉林

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1369

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    研究了电荷泵中电流源失配造成的假频分量 ,推导出了一个用于计算假频分量的公式 .提供了两个数表用于直观了解参数改变时假频变化情况 .最后对设计基于 DL L的 RF CMOS振荡器提供了一些参考方法

  • 高消光比偏振不灵敏电吸收调制器(英文)

    孙洋, 王圩, 陈娓兮, 刘国利, 周帆, 朱洪亮

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1374

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    用一种新的方法制作出应用于光网络系统的电吸收调制器 ,应用应变 In Ga As/In Al As材料做多量子阱 ,实验测量的调制器调制性能显示出器件的偏振不相关性 ,以及其高消光比 (>40 d B)和低电容 (<0 .5 p F) ,保证了器件可以应用于高速率的传输系统 (>10 GHz)

  • 钕离子注入单晶硅光致发光的起源(英文)

    肖志松, 徐飞, 张通和, 易仲珍, 程国安

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1377

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    Nd离子注入到 (111)单晶硅中形成钕掺杂层 ,室温下 ,紫外光 (2 2 0 nm )激发得到了钕掺杂层的蓝紫光的光致发光谱 ,且发光强度随离子注入的剂量增大而增强 .X射线光电子能谱分析表明掺杂层存在 Si— O,Nd— O,Si— Si和 O— O键 .发光主要是由于 Nd3+ 的 4f内层电子的辐射跃迁所致 ,同时 ,离子注入带来的缺陷和损伤也能发光

  • 氧化物半导体透明导电薄膜的最佳掺杂含量理论计算

    范志新, 孙以材, 陈玖琳

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1382

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    以铝掺杂氧化锌 (Al- doped Zn O,简称 AZO)和锡掺杂氧化铟 (Sn- doped In2 O3,简称 ITO)薄膜为例 ,建立了一个氧化物半导体透明导电薄膜的最佳掺杂含量的理论表达式 ,定量计算的结果 AZO陶瓷靶材中铝含量的理论最佳值为 C≈ 2 .9894% (wt) ,ITO陶瓷靶材中锡含量的理论最佳值为 C≈ 10 .3114% (wt) ,与实验数据相符合 .该理论经适当的修改和解释后也适用于某些其他电子薄膜材料的最佳掺杂含量问题

  • 钇钡铜氧半导体薄膜的宽光谱响应特性

    万春明, 刘向东, 孙强, 李艳红, 刘景和, 李建立, 李国栋, 黄宗坦, 黄承彩, 李丹, 黄江平

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1387

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    对以 Si为衬底的钇钡铜氧 (分子式 :Y1 Ba2 Cu3O7-δ δ≥ 0 .5 ,简称 :YBCO)半导体薄膜的宽光谱响应特性进行了研究 .采用该薄膜作灵敏元的单元测辐射热计分别对红外波段 (1— 15μm)、亚毫米波段 (5个波长 )及毫米波 (3m m )进行光谱响应测试 ,结果表明这种半导体探测器不仅在红外波段 ,而且在亚毫米波甚至毫米波段都有良好的响应特性 .该薄膜是继 VO2 薄膜之后用于非制冷红外焦平面的一种新材料

  • 高能Ar~+辐照P型CdZnTe的电学特性和光致发光

    裴慧元, 李向阳, 方家熊, 侯明东

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1392

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    采用能量 2 Ge V、剂量 10 1 0— 10 1 3cm- 2的 Ar+辐照 P型 Cd0 .96 Zn0 .0 4Te材料 ,对辐照前后和不同辐照剂量的样品进行了电学测试和光致发光研究 .实验结果和分析表明 ,Ar+ 辐照在 Cd0 .96 Zn0 .0 4Te中产生了更大密度的受主型缺陷和散射中心 ,引起材料载流子 (空穴 )浓度的增大和迁移率的降低 .随着辐照剂量的增大 ,载流子迁移率的降低要比载流子浓度增大得快 ,导致材料电阻随辐照剂量增大而增大

  • 闪锌矿GaN(001)表面的电子结构

    蔡端俊, 冯夏, 朱梓忠, 康俊勇

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1397

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    采用混合基表示的第一原理赝势方法 ,计算了闪锌矿结构的 Ga N(0 0 1) (1× 1)干净表面的电子结构 .分析了得到的各原子分态密度、面电荷密度分布以及表面能带结构等性质 ,比较了 Ga N(0 0 1)的 Ga端表面和 N端表面两种情况 .结果显示 ,闪锌矿 Ga N(0 0 1)的 Ga端表面比 N端表面更稳定 ,这两种 (1× 1)表面都是金属特性 .此外 ,还讨论了次表面层原子的性质

  • 氮杂质对直拉单晶硅中位错的作用

    李东升, 杨德仁, 朱爱平, 黄笑容, 王淦, 张锦心, 李立本, 阙端麟

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1401

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    通过常温下压痕之后的高温热处理实验 ,研究了掺氮直拉硅单晶 (NCZSi)中氮杂质对位错滑移的钉扎作用 ,以及塑性变形能在热处理过程中通过位错的滑移释放的机理 .实验结果表明氮杂质对位错有着较强的钉扎作用 ,使掺氮直拉硅单晶中的位错在同一温度下热处理时的滑移距离均小于普通直拉硅单晶 (CZSi) .同时指出 ,NCZSi的位错激活能比 CZSi的要高 ,NCZSi中塑性变形能通过位错滑移释放较 CZSi快 ,并讨论了压痕造成的塑性变形能通过位错的滑移而释放的可能机理

  • 有机染料在多孔铝中的发光研究

    袁淑娟, 李清山, 潘志锋, 董艳锋, 王清涛, 冀会辉

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1406

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    用电化学方法制备的多孔阳极氧化铝具有孔径大小均匀、相互平行、排列规则的微孔结构 ,可作为多种发光材料的透明基底 .以多孔铝为载体 ,将有机染料嵌入多孔铝孔中 ,获得有机染料固体镶嵌膜 ,测量了镶嵌膜的吸收光谱、光致发光谱 .镶嵌膜的吸收光谱和液相染料的吸收光谱基本一致 ,光致发光谱的发光峰位蓝移 ,发光强度降低 ,但光谱线型更趋于对称 .实验结果表明染料以单体形式存在于多孔铝中 .通过对衬底多孔铝进行一系列后处理 ,发现热处理和扩大多孔铝空隙率可以增强镶嵌膜的发光强度

  • 电子从不同晶向Si隧穿快速热氮化SiO_2膜的电流增强及模型解释

    冯文修, 陈蒲生, 田浦延, 刘剑

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1411

    Abstract PDF

    用卤素钨灯作辐射热源快速热氮化 (RTN) 10 nm Si O2 膜 ,制备了〈10 0〉和〈111〉晶向 Si衬底上的 Si- Si Ox Ny-Al电容结构 .研究了电子从〈10 0〉和〈111〉不同晶向 N型硅积累层到 RTN后 Si O2 膜 (或原始 Si O2 膜 )的漏电流和高场 F- N隧穿电流 .研究结果表明 :经 RTN Si O2 膜比原始 Si O2 膜从低场到隧穿电场范围都明显地看到电导增强现象 .比较 RTN后两种不同晶向样品 ,低场漏电流没有多大的差别而在高场从〈10 0〉晶向比从〈111〉晶向 Si隧穿Si Ox Ny 膜的 F- N电流却明显增加 ,借用一种基于横向晶格动量守恒的理论模型解释了这种现象

  • 硅单晶生长中氩气流动对氧碳含量的影响

    任丙彦, 张志成, 刘彩池, 郝秋燕, 王猛

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1416

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    通过对 40 6 m m热场中氩气的流动方式及流速进行调整 ,得到了氧碳含量不同的硅单晶 ,并通过数值模拟计算将氩气流线图描绘出来 ,对实验结果进行了分析 ,得到了降低氧碳含量的最佳氩气流场分布

  • 肖特基C-V法研究Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结界面二维电子气

    周玉刚, 沈波, 刘杰, 俞慧强, 周慧梅, 钱悦, 张荣, 施毅, 郑有炓

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1420

    Abstract PDF

    通过对 Pt/ Al0 .2 2 Ga0 .78N/ Ga N肖特基二极管的 C- V测量 ,研究分析了 Al0 .2 2 Ga0 .78N/ Ga N异质结界面二维电子气 (2 DEG)浓度及其空间分布 .测量结果表明 ,Al0 .2 2 Ga0 .78N/ Ga N异质结界面 2 DEG浓度峰值对应的深度在界面以下 1.3nm处 ,2 DEG分布峰的半高宽为 2 .3nm ,2 DEG面密度为 6 .5× 10 1 2 cm- 2 .与 Alx Ga1 - x As/ Ga As异质结相比 ,其 2 DEG面密度要高一个数量级 ,而空间分布则要窄一个数量级 .这主要归结于 Alx Ga1 - x N层中~ MV / cm量级的压电极化电场和自发极化电场对 Alx Ga1 - x N/ Ga N异质结能带的调制和 Alx Ga1 -

  • RF-MBE生长AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料

    孙殿照, 胡国新, 王晓亮, 刘宏新, 刘成海, 曾一平, 李晋闽, 林兰英

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1425

    Abstract PDF

    用射频等离子体辅助分子束外延技术 (RF- MBE)在 C面蓝宝石衬底上外延了高质量的 Ga N膜以及 Al Ga N/Ga N极化感应二维电子气材料 .所外延的 Ga N膜室温背景电子浓度为 2× 10 1 7cm- 3 ,相应的电子迁移率为 177cm2 /(V· s) ;Ga N (0 0 0 2 ) X射线衍射摇摆曲线半高宽 (FWHM)为 6′;Al Ga N/Ga N极化感应二维电子气材料的室温电子迁移率为 730 cm2 /(V· s) ,相应的电子气面密度为 7.6× 10 1 2 cm- 2 ;用此二维电子气材料制作的异质结场效应晶体管 (HFET)室温跨导达 5 0 m S/mm (栅长 1μm) ,截止频率达 13GHz(栅长 0 .5 μm)

  • 离子束外延生长半导体性锰硅化合物

    杨君玲, 陈诺夫, 刘志凯, 杨少延, 柴春林, 廖梅勇, 何宏家

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1429

    Abstract PDF

    利用质量分析的低能双离子束外延技术得到了半导体性的锰硅化物 ,Mn2 7Si47和 Mn1 5Si2 6 .俄歇电子谱深度组分测量结果表明 ,在单晶 Si的表面淀积了一薄层厚度约为 37.5 nm的 Mn,另一部分 Mn离子成功注入进 Si基底里 ,注入深度为 6 18nm.在 840℃条件下在流动 N2 气氛中对生长样品进行退火 ,X射线衍射结果表明退火后Mn2 7Si47和 Mn1 5Si2 6 结晶更好

  • Si/SiGe PMOS器件的模拟优化设计与样品研制(英文)

    杨沛锋, 李竞春, 于奇, 陈勇, 谢孟贤, 杨谟华, 何林, 李开成, 谭开洲, 刘道广, 张静, 易强, 凡则锐

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1434

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    通过理论分析与计算机模拟 ,给出了以提高跨导为目标的 Si/ Si Ge PMOSFET优化设计方法 ,包括栅材料的选择、沟道层中 Ge组分及其分布曲线的确定、栅氧化层及 Si盖帽层厚度的优化和阈值电压的调节 ,基于此已研制出 Si/ Si Ge PMOSFET器件样品 .测试结果表明 ,当沟道长度为 2μm时 ,Si/ Si Ge PMOS器件的跨导为 45 m S/ mm(30 0 K)和 92 m S/ mm (77K) ,而相同结构的全硅器件跨导则为 33m S/ mm (30 0 K)和 39m S/ m m (77K) .

  • 碲镉汞光伏器件的电极界面参数

    胡晓宁, 李言谨, 方家熊

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1439

    Abstract PDF

    利用热场发射理论和数值计算方法 ,分析了碲镉汞光伏器件的电流 -电压特性 ,提取了金属 -半导体 (MS)界面参数 ,并对这些参数进行了讨论 .结果表明 ,Sn/Au金属膜 -碲镉汞薄膜 PN器件的电极界面的势垒高度锁定在“Bardeen”限 ,界面密度比介质膜 -碲镉汞的大一个量级

  • 高电流密度GAT型功率开关晶体管的结构设计优化

    王哲, 吴郁, 亢宝位, 程序

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1444

    Abstract PDF

    对 GAT (Gate Associated Transistor)型高速高压功率开关管提出了一些新的结构改进设想 ,包括两种新的平面版图设计以及改变栅区掺杂浓度 ,以解决其最大集电极电流远小于常规双极功率管这个关键问题 ,并对此进行了计算机仿真及试验研究 .仿真及试验结果都证明最大集电极电流得到大幅度提高

  • 低功耗64×64CMOS快照模式焦平面读出电路新结构

    陈中建, 李晓勇, 吉利久, 韩建忠, 喻松林

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1450

    Abstract PDF

    介绍了一个工作于快照模式的 CMOS焦平面读出电路的低功耗新结构— OESCA (Odd- Even SnapshotCharge Am plifier)结构 .该结构像素电路非常简单 ,仅用三个 NMOS管 ;采用两个低功耗设计的电荷放大器做列读出电路 ,分别用于奇偶行的读出 ,不但可有效消除列线寄生电容的影响 ,而且列读出电路的功耗可降低 15 % ,因此 OESCA新结构特别适于要求低功耗设计的大规模、小像素阵列焦平面读出电路 .采用 OESCA结构和 1.2μm双硅双铝标准 CMOS工艺设计了一个 6 4× 6 4规模焦平面读出电路实验芯片 ,其像素尺寸为 5 0μm× 5 0μm ,读出电路的电荷处理能力达 10 .3

  • 一种高效MOS半波整流电路

    路超, 李永明

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1458

    Abstract PDF

    针对传统半波整流电路的不足提出了基于 MOS工艺的改进方法及电路 .该电路利用 MOS工艺的寄生电容特性形成电荷转运 ,有效地提高了半波整流电路的整流效率 ,缩短了上电时间并在一定程度上减小了纹波系数 ,从而以较简单的电路形式改善了半波整流电路的性能 .着重分析了该电路形式的作用机理 ,并给出了相应的 Hspice模拟结果

  • MSM光探测器的直流特性

    武术, 林世鸣, 刘文楷

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1462

    Abstract PDF

    在稳态条件下金属 -半导体 -金属 (MSM)光探测器的光电流一维模型可以通过求解电流连续方程和传输方程来建立并求解 .在这种条件下 ,器件内部的载流子分布情况和总体光电流可以得到解析解而不用数值方法求解 .本文从电流连续方程和传输方程出发详细推导了这一过程 ,并将这一结果应用于具体的 In Ga As MSM光探测器的直流等效电路模型上 ,取得了很好的效果

  • MOS器件的质子总剂量效应

    王桂珍, 张正选, 姜景和, 罗尹红, 彭宏论, 何宝平

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1468

    Abstract PDF

    介绍了几种加固和非加固 MOS电路的质子辐照总剂量效应实验 ,质子束的能量为 9、 7、 5、 2 Me V.实验结果表明 ,在相同的吸收剂量下 ,MOS器件累积电离辐射损伤与质子能量成正比 .还给出了栅极偏压对器件质子辐射损伤的影响 ,结果认为 ,对于 NMOSFET,不论是加固器件 ,还是非加固器件 ,在 +5 V的栅压偏置下 ,器件的辐射损伤比 0 V栅压下的损伤严重 ,对于加固器件 ,辐射感生界面态的密度也较高 ;而加固型 PMOSFET,在 0 V的栅压下 ,辐射损伤比 - 5 V下严重 ,且界面态的密度高

  • 一种新的等离子体边缘损伤的测量方法

    朱志炜, 郝跃, 张进城

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(11): 1474

    Abstract PDF

    在等离子体刻蚀多晶硅工艺中 ,栅边缘氧化层直接暴露在等离子体环境中 ,由于 U V射线的作用栅边缘处将会产生损伤 ,这种损伤包含了大量的界面态和氧化层陷阱 .文中讨论了等离子体边缘损伤与圆片位置关系、天线比之间的关系及它们对器件长期可靠性的影响 ,并使用了低频局部电荷泵技术 .测量的结果包含了损伤产生的快、慢界面态和氧化层陷阱的信息 ,可以较好地测量工艺中产生的栅边缘损伤 ,为评估薄栅 MOSFET的栅边缘损伤提供了一种简单快捷的方法

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