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Volume 22, Issue 12, Dec 2001

    CONTENTS

  • 高倍增GaAs光电导开关的光激发电荷畴模型(英文)

    施卫

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1481

    Abstract PDF

    结合实验中观察到的光激发电荷畴现象 ,提出光激发电荷畴理论模型描述高倍增 Ga As光电导开关的瞬态特性 ,讨论了高倍增 Ga As光电导开关的非线性特性如上升时间、时间延迟和光能、电场阈值 ,光激发电荷畴的成核、生长以及畴内发生的碰撞电离和辐射复合决定了高倍增 Ga As光电导开关的引发和维持相 ,理论计算结果与实验测试相符合

  • 新颖的衬底pn结隔离型硅射频集成电感(英文)

    刘畅, 陈学良, 严金龙

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1486

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    提出了一种新的减小硅集成电感衬底损耗的方法 .这种方法是直接在硅衬底形成间隔的 pn结隔离以阻止螺旋电感诱导的涡流 .衬底 pn结间隔能用标准硅工艺实现而不需另外的工艺 .本文设计和制作了硅集成电路 ,测量了硅集成电感的 S参数并且从测量数据提取了电感的参数 .研究了衬底结隔离对硅集成电感的品质因素 Q的影响 .结果表明一定深度的衬底结隔离能够取得很好的效果 .在 3GHz,衬底 pn结隔离能使电感的品质因素 Q值提高4 0 % .

  • 一种快速的组合电路RTL功耗估算器(英文)

    赵文庆, 崔铭栋, 唐璞山

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1490

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    提出了一种快速分析组合 RTL 模块功耗的方法 ,经过建立模块功耗库 ,可快速计算出任意输入向量驱动的电路功耗 .该方法使用泰勒一阶近似的公式模型 ,并在建库过程中采用 Monte- Carlo模拟方法 .ISCAS85 bench-mark电路模拟的结果显示 ,该方法的误差可以在 5 %以内

  • 一种实用的磷化铟MMIC背面工艺技术(英文)

    李拂晓, 杨乃彬

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1497

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    采用湿法技术发展了磷化铟 MMIC的背面通孔刻蚀工艺 ,PMMA用作粘片剂 ,In P衬底粘附于玻璃版上 ,溅射钽膜用作湿法刻蚀掩膜 ,HCl+H3PO4 腐蚀液实现 10 0 μm的通孔腐蚀 .已证实这种湿法通孔工艺宽容度大 ,精确可控

  • 用于制备SOI材料的基于硅片键合和双层多孔硅剥离的薄外延硅膜转移技术(英文)

    竺士炀, 李爱珍, 黄宜平

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1501

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    采用在阳极化反应时改变电流强度的办法 ,在高掺杂的 P型硅 (111)衬底上制备了具有不同多孔度的双层结构多孔硅层 .用超高真空电子束蒸发技术在多孔硅表面外延生长了一层高质量的单晶硅膜 .在室温下 ,该外延硅片同另一生长有热二氧化硅的硅片键合在一起 ,在随后的热处理过程中 ,键合对可在多孔硅处裂开 ,从而使外延的单晶硅膜转移到具有二氧化硅的衬底上以形成 SOI结构 .扫描电镜、剖面投射电镜、扩展电阻和霍尔测试表明 SOI样品具有较好的结构和电学性能

  • C掺杂对离子注入合成β- FeSi_2 薄膜的影响

    李晓娜, 聂冬, 董闯, 徐雷, 张泽

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1507

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    采用离子注入方法制备β- Fe Si2 薄膜 ,选择 C作为掺杂元素 ,得到了β- Fe Si2 硅化物层与基体间的界面平直、厚度均一的高质量薄膜 .经透射电镜分析可知 ,引入 C离子后硅化物层的微结构向有利于薄膜质量的方向发展 ,晶粒得到细化 ,β- Fe Si2 层稳定性提高 .从微结构角度考虑 ,引入 C离子对于提高β- Fe Si2 薄膜的质量是很有益处的 .进一步进行光学吸收表征 ,发现 C离子的引入对 β- Fe Si2 层的 Egd值没有产生不良影响 .讨论了 Egd值的影响因素 ,如制备方法、工艺参数、基体取向、掺杂离子种类、掺杂离子数量、退火温度等等 ,解释了文献报道的不同

  • 硅片发生室温键合所需的平整度条件

    韩伟华, 余金中

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1516

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    根据薄板弹性力学 ,推导了室温键合过程中硅片接触表面缝隙封闭的临界条件 .硅片的表面起伏幅度、起伏的空间波长、表面张力、材料弹性和硅片厚度都是影响接触表面缝隙封闭的重要因素 .越薄的硅片越容易室温键合

  • Monte Carlo方法模拟低能电子束曝光电子散射轨迹

    任黎明, 陈宝钦

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1519

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    建立了一个适用于描述低能电子散射的物理模型 ,利用 Monte Carlo方法对低能电子在多元多层介质中的散射过程进行模拟 .低能电子弹性散射采用较严格的 Mott截面描述 ,为了节约机时 ,利用查表与线性插值方法获得 Mott截面值 ;低能电子非弹性散射能量损失采用 Joy修正的 Bethe公式计算 ,并对其加以改进 ,引入多元介质平均电离电位、平均原子序数、平均原子量概念 ,利用线性插值方法给出光刻胶 PMMA对应的 k值 .对电子穿越多层介质提出一种新的边界处理方法 .在此基础上运用 Monte Carlo方法模拟高斯分布低能电子束在 PMMA-衬底中的复杂散射过程 .

  • Ge覆盖多孔硅结构的桔绿光发射

    唐宁, 吴兴龙, 顾沂, 鲍希茂

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1525

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    使用 5 14 .5 nm Ar+激光检测了 Ge覆盖多孔硅结构的光致发光谱 (PL) ,观察到峰位 2 .2 5 e V,半峰宽约 0 .1e V的一个新的桔绿发光峰 .随着覆盖 Ge薄膜的加厚 ,这个桔绿发光峰的峰位保持不变 ,但发光强度显著下降 .实验和分析结果表明 ,该桔绿发光峰源于多孔硅和嵌于其孔中的 Ge纳米晶粒两者界面中的 Ge相关缺陷

  • LPCVD制备纳米硅镶嵌结构氮化硅膜及其内应力

    陈大鹏, 叶甜春, 谢常青, 李兵, 赵玲莉, 韩敬东, 胥兴才

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1529

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    报道了在采用 L PCVD法制备的富硅 Si Nx 膜中发现的部分晶化的硅镶嵌微结构 .视生长条件和工艺不同 ,该结构的尺度范围从数十到几百纳米不等 .利用不同条件下生长的 Si Nx 膜的应力测试结果和透射电镜观测结果 ,分析了富硅型 Si Nx 膜的微结构的成因及其与膜内应力之间的相互影响 ,对富硅型 Si Nx 膜的 L PCVD生长工艺进行优化 ,大大降低了膜的张应力 ,无支撑成膜面积可达 4 0 m m× 4 0 mm.通过这一研究结果 ,实现了 L PCVD可控制生长确定张应力的 Si Nx 膜

  • 高能铒离子注入硅单晶的辐射损伤及其退火行为

    李玉国, 薛成山

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1534

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    利用卢瑟福背散射及沟道技术研究了 2 Me V Er+ 以不同剂量注入硅 (10 0 )所引起的辐射损伤及其退火行为 .采用多重散射模型计算了 2 Me V 1e14/cm2 注入硅 (10 0 )引起的损伤分布 ,并与 TRIM96模拟得到的结果进行了比较 .结果表明计算得到的损伤分布与 TRIM96模拟的损伤分布完全符合 ;实验结果表明 Me V Er+ 注入后硅样品的退火行为与注入剂量及退火温度紧密相关 .随着退火温度的变化 ,注入剂量为 5e14/cm2 及其以上的样品存在反常退火行为

  • CMOS集成电路用Φ150—200mm外延硅材料

    王启元, 林兰英, 何自强, 龚义元, 蔡田海, 郁元桓, 何龙珠, 高秀峰, 王建华, 邓惠芳

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1538

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    报道了 Φ15 0 m m CMOS硅外延材料的研究开发及集成电路应用成果 ,对 Φ2 0 0 mm P/P-硅外延材料进行了初步探索研究 .Φ15 0 m m P/P+硅外延片实现了批量生产 ,并成功应用于集成电路生产线 ,芯片成品率大于 80 % .硅外延片的参数指标能满足集成电路制造要求

  • 一种新颖微机械数模转换器的模拟与设计优化(英文)

    刘清惓, 黄庆安

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1543

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    提出了一种基于权间隙原理的微机械数模转换器 (WGDAC) ,它与电路中的权电阻数模转换器的原理类似 ,利用间隙的长度作为比例因子 ,从而实现由二进制电压输入到模拟位移输出的转换 .给出了有限元方法分析对由热执行器阵列驱动的数模转换器的输出位移分析的结果 .为了减小误差 ,对结构作了优化设计 ,使误差不大于0 .0 0 2 μm

  • 硅基SiO_2光波导

    徐永青, 梁春广, 杨拥军, 赵彤

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1546

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    在硅基上通过氢氧焰淀积的 Si O2 ,厚度达到了 2 0 μm;通过掺 Ge增加芯层的折射率 ,折射率比小于 1% ,并可调 ;用反应离子刻蚀工艺对波导的芯层进行刻蚀 ,刻蚀深度为 6 μm,刻蚀深宽比大于 10 ;波导传输损耗小于0 .6 d B/ cm(λ=1.5 5 μm) ,并对波导的损耗机理和测试进行了分析与研究 .另外 ,为实现光纤与波导的耦合 ,结合微电子机械系统技术 ,在波导基片上制作了光纤对准 V形槽

  • MEMS光开关

    梁春广, 徐永青, 杨拥军

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1551

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    采用 MEMS体硅工艺 ,制作了三种结构的微机械光开关 :水平驱动 2 D(二维 )光开关、垂直驱动 2 D光开关和扭摆驱动 2 D、3D(三维 )光开关 .水平驱动光开关采用单层体硅结构 ,另外两种光开关都采用了硅 -玻璃的键合结构 .它们的工作原理都基于硅数字微镜技术 .这三种光开关均采用了静电力驱动 ,具有较低的驱动电压 ,其中扭摆式光开关的驱动电压小于 15 V.对于 2 D开关阵列 ,在硅基上制作了光纤自对准耦合槽 .对后两种光开关的开关特性进行了计算机模拟与分析 ,结果表明这两种光开关具有小于 1ms的开关时间

  • LP-MOVPE生长宽波导有源区无铝单量子阱激光器

    李忠辉, 王向武, 杨进华, 张兴德

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1557

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    介绍了无铝激光器的优点 ,利用 L P- MOVPE生长出宽波导有源区无铝 SCH- SQW结构激光器 .该结构采用宽带隙 In Ga Al P作限制层 ,加宽的 In Ga P作波导层 ,增加对载流子和光子的限制作用 ,以克服有铝激光器易氧化和全无铝激光器载流子易泄漏的缺点 .制作的条宽 10 0 μm、腔长 1mm的激光器 (腔面未镀膜 ) ,激射波长为831nm,室温连续输出光功率达 1W.

  • 新型程控模拟量发生器

    王东辉, 李刚, 林雨

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1561

    Abstract PDF

    对 SIMI2 0 0 0数模 IC测试系统的模拟量发生器进行了改进 ,采用多级分布式流水线步进传输结构 ,解决了从控制器到终端之间的数据传输问题以及灵活扩展的问题

  • 低功耗IGBT(LPL-IGBT)及其仿真

    吴郁, 陆秀洪, 亢宝位, 王哲, 程序, 高琰

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1565

    Abstract PDF

    提出了一种新结构的 IGBT,取名为低功耗 IGBT(L PL- IGBT) ,它具有离子注入形成的超薄且轻掺杂的背P型发射区 ,从而具有 NPT- IGBT的优点 ;同时具有由衬底预扩散残留层构成的 n型缓冲层 ,又具有 PT- IGBT的优点 .计算机仿真结果证明 ,它的关断损耗比 PT- IGBT和 NPT- IGBT降低一倍左右 .它的结构比 FSIGBT更适合于实际生产

  • 大功率半导体激光器光纤耦合模块的耦合光学系统

    陈少武, 韩勤, 胡传贤, 金才政

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1572

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    针对 8 0 8nm大功率 Ga As/ Ga Al As半导体量子阱激光器的远场光场分布特点 ,提出了与多模光纤耦合时对耦合光学系统的特殊要求 ,并根据低成本、实用化的要求设计制作了专用的耦合光学系统 ,对耦合光学系统的实际性能进行了测试 ,给出了耦合效率统计分布图、耦合偏差曲线和高低温可靠性实验结果 .用设计制作出的实用化耦合光学系统完成了输出功率 15— 30 W,光纤束数值孔径为 0 .11— 0 .2 2的半导体激光光纤耦合模块 ,模块的使用结果表明耦合光学系统稳定、高效、实用

  • FN应力下超薄栅N-MOSFET失效的统计特征及寿命预测

    穆甫臣, 许铭真, 谭长华, 段小蓉

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1577

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    通过对不同氧化层厚度的 N- MOSFET在各种条件下加速寿命实验的研究 ,发现栅电压漂移符合 Weibull分布 . Weibull分布统计分析表明 ,5 .0、 7.0和 9.0 nm器件在 2 7和 10 5℃下本征失效的形状因子相同 ,即本征失效的失效机制在高低温度下相同 .非本征失效的比例随温度升高而增大 .在此基础上得出平均寿命 (t50 )与加速电场E成指数关系 ,进而提出了器件的寿命预测方法 .此方法可预测超薄栅 N- MOSFET在 FN应力下的寿命

  • 双栅和环栅MOSFET中短沟效应引起的阈值电压下降

    甘学温, 王旭社, 张兴

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1581

    Abstract PDF

    基于电荷分享原理 ,推导了双栅和环栅 MOSFET短沟效应引起的阈值电压下降 ,分析了衬底掺杂浓度、栅氧化层厚度及硅膜厚度等因素对阈值电压下降的影响 ,并用数值模拟验证了理论结果 .这些研究结果对进一步开展纳米 CMOS新器件的研究有很好的参考价值和实际意义

  • PMOSFET's热载流子退化模拟及寿命评估的统一模型

    张进城, 郝跃, 朱志炜

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1586

    Abstract PDF

    对 PMOSFET's几种典型器件参数随应力时间的退化规律进行了深入研究 ,给出了一个新的器件退化监控量 ,并建立了不同器件参数退化的统一模型 .模拟结果和测量结果的比较表明 ,新的退化模型具有较高的准确性和较宽的适用范围 .新的退化模型不但可以用于器件参数退化量的模拟 ,也可以用于器件寿命评估

  • 薄栅介质TDDB效应

    刘红侠, 郝跃

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1592

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    在恒压和恒流应力条件下测试了超薄栅氧化层的击穿特性 ,研究了 TDDB(Tim e Dependent DielectricBreakdown)的可靠性表征方法 .对相关击穿电荷量 QBD进行了实验测试和分析 .结果表明 :相关击穿电荷量 QBD除了与氧化层质量有关外 ,还与应力电压和应力电流密度以及栅氧化层面积有关 .对相关系数进行了拟合 ,给出了 QBD的解析表达式 .按照上述表达式外推的结果和实验值取得了很好的一致 .提出了薄栅介质 TDDB效应的表征新方法

  • 氮化H_2-O_2合成薄栅氧抗辐照特性

    刘新宇, 刘运龙, 孙海锋, 海潮和, 吴德馨, 和致经, 刘忠立

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(12): 1596

    Abstract PDF

    对氮化 H2 - O2 合成薄栅氧抗辐照性能进行了研究 ,将 H2 - O2 合成和氮氧化栅两种技术结合起来 ,充分利用两者的优点制成三层结构的 Sandwich栅 ,对比常规氧化、H2 - O2 合成氧化和氮化 H2 - O2 合成氧化三种方式及不同退火条件 ,得出氮化 H2 - O2 合成氧化方法抗辐照性能最佳 ,采用硅化物工艺加快速热退火是未来抗辐照工艺发展的趋势 ;并对氮化 H2 - O2 合成栅的抗辐照机理进行了研究

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