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Volume 22, Issue 8, Aug 2001

    CONTENTS

  • 正向栅控二极管监测F- N电应力诱生的SOI- MOSFET界面陷阱(英文)

    何进黄, 爱华, 张兴, 黄如

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 957

    Abstract PDF

    报道了正向栅控二极管 R- G电流法表征 F- N电应力诱生的 SOI- MOSFET界面陷阱的实验及其结果 .通过体接触的方式实现了实验要求的 SOI- MOSFET栅控二极管结构 .对于逐渐上升的累积应力时间 ,测量的栅控二极管电流显示出明显增加的 R- G电流峰值 .根据 SRH理论的相关公式 ,抽取出来的诱生界面陷阱密度是随累积应力时间的上升而呈幂指数的方式增加 ,指数为 0 .4.这一实验结果与文献先前报道的基本一致

  • 高压 Ti/ 6H- SiC肖特基势垒二极管(英文)

    王姝睿, 刘忠立, 李国花, 于芳, 刘焕章

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 962

    Abstract PDF

    在 N型 6 H - Si C外延片上 ,通过热蒸发 ,制作 Ti/ 6 H- Si C肖特基势垒二极管 (SBD) .通过化学气相淀积 ,进行同质外延生长 ,详细测量并分析了肖特基二极管的电学特性 ,该肖特基二极管具有较好的整流特性 .反向击穿电压约为 40 0 V,室温下 ,反向电压 VR=2 0 0 V时 ,反向漏电流 JR 低于 1e- 4 A / cm2 .采用 Ne离子注入形成非晶层 ,作为边缘终端 ,二极管的击穿电压增加到约为 80 0 V.

  • 基于 DLL倍频技术的 1GHz本地振荡器设计(英文)

    李金城, 仇玉林

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 967

    Abstract PDF

    介绍了一种基于 0 .5 μm CMOS DL L 合成 1GHz信号的新方法 .这种方法的特点是只通过使用简单的逻辑和放大来产生倍频信号 .该设计的频率合成器包括两个部分 :一个 DL L (Delay- L ocked L oop)和一个频率合成逻辑模块 .输入的参考频率是 2 5 MHz,合成的输出频率为 1GHz

  • Mach-Zehnder型有机极化聚合物电光调制器(英文)

    杨晓红, 杜云, 石志文, 吴荣汉

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 971

    Abstract PDF

    制备了一种以三层聚合物为波导材料的 Mach- Zehnder型电光调制器 ,其中芯层为新型可交联极化聚胺脂电光功能材料 .主要制备工艺为 :旋涂制备波导薄膜、电晕极化、光刻和氧反应离子刻蚀 .以 1.3μm和 1.5 5μm半导体激光器为光源 ,以光纤耦合输入脊波导调制器 ,从输出端得到很好单模近场图 ,其中从 Y型两分支波导输出的光强基本相同 .同时在示波器中得到清晰的调制信号 .

  • 低压应用的高性能甚高频功率VDMOSFETs(英文)

    刘英坤, 梁春广, 邓建国, 张颖秋, 郎秀兰, 李思渊

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 975

    Abstract PDF

    采用梯形栅结构和难熔金属钼栅工艺 ,研制出了高性能 ,低电压工作 ,适用于移动通信的甚高频功率VDMOS场效应晶体管 .该器件在 175 MHz、 12 V低电压工作条件下 ,输出功率为 12 W,漏极效率为 70 % ,功率增益为 12 d B

  • C离子注入Si中Si-C合金的形成及其特征

    王引书, 李晋闽, 王玉田, 王衍斌, 林兰英

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 979

    Abstract PDF

    利用离子注入和高温退火的方法在 Si中生长了 C含量为 0 .6 %— 1.0 %的 Si1 - x Cx 合金 ,研究了注入过程中产生的损伤缺陷、注入 C离子的剂量及退火工艺对合金形成的影响 ,探讨了合金的形成机理及合金产生的应变分布的起因 .如果注入的 C离子剂量小于引起 Si非晶化的剂量 ,退火过程中注入产生的损伤缺陷容易与 C原子结合形成缺陷团簇 ,难于形成 Si1 - x Cx 合金 ,而预先利用 Si离子注入引进损伤有利于 Si1 - x Cx 合金的形成 ;但如果注入的C离子可以引起 Si的非晶化 ,预先注入产生的损伤缺陷不利于 Si1 - x Cx 合金的形成 .与慢速退火工艺相比 ,快速

  • C_(70)/GaAs异质结的电学性质

    陈开茅, 孙文红, 吴克, 武兰青, 周锡煌, 顾镇南, 刘鸿飞

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 985

    Abstract PDF

    在高真空系统中 ,将 C70 膜淀积在 n-和 p- Ga As(10 0 )衬底上 ,制成 C70 / n- Ga As和 C70 / p- Ga As两种接触 ,并对它们的电学性质作了研究 .结果发现两种接触均为强整流结 ,在偏压为± 1V时 ,C70 / n- Ga As和 C70 / p- Ga As接触的整流比分别大于 10 6 和 10 4,并且它们的理想因子都接近于 1.当正向偏压固定时 ,它们的电流均是温度倒数的指数函数 ,从中确定两种异质结的有效势垒高度分别为 0 .784和 0 .5 31e V .用深能级瞬态谱 (DL TS)在 C70 / Ga As界面上观察到电子陷阱 E(0 .6 40 e V )和空穴陷阱 H3(0 .82 2 e V) ,以及用电容 -时间 (C- t)

  • Cd1-xZnxTe合金的退火研究

    魏彦锋, 方维政, 刘从峰, 杨建荣, 何力, 王福建, 王兴军, 黄大鸣

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 992

    Abstract PDF

    用红外透射谱和喇曼散射谱研究了退火对 Cd1 - x Znx Te晶片中 Te沉淀的影响 .研究结果表明 ,红外透射谱只对大尺寸的 Te沉淀较为敏感 ,而喇曼散射谱却能够探测到样品中小尺寸的 Te沉淀 ,两者互为补充 .在 Cd气氛下对晶片进行退火处理 ,选择合适的退火温度和退火时间 ,可以有效地消除晶片中大尺寸的 Te沉淀 ,却难以消除晶片中小尺寸的微量 Te沉淀

  • 玻璃中CdSeS量子点的结构和光学性质

    江德生, 李国华, 韩和相, 贾锐, 孙宝权, 王若桢, 孙萍

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 996

    Abstract PDF

    用两步退火法在掺 Cd Se S的玻璃中制备了高密度的量子点 ,均匀性较好 .量子点尺寸随第二步退火时间加长而增大 ,但组份基本不变 .研究了量子点光学性质与退火时间的依赖关系 ,证明光致发光谱中的低能峰与量子点表面缺陷态有关 .量子点尺寸越小 ,比表面积越大 ,该峰相对强度越大

  • 多晶硅后热退火引起SiO_2栅介质可靠性下降的原因分析及其抑制方法

    高文钰, 刘忠立, 于芳, 张兴

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1002

    Abstract PDF

    实验研究表明 ,多晶硅后的高温退火明显引起热 Si O2 栅介质击穿电荷降低和 FN应力下电子陷阱产生速率增加 .采用 N2 O氮化则可完全消除这些退化效应 ,而且氮化栅介质性能随着退火时间增加反而提高 .分析认为 ,高温退火促使多晶硅内 H扩散到 Si O2 内同 Si— O应力键反应形成 Si— H是多晶硅后 Si O2 栅介质可靠性退化的主要原因 ;氮化抑制退化效应是由于 N “缝合”了 Si O2 体内的 Si— O应力键缺陷 .

  • SIMOX材料顶层硅膜中残余氧的行为

    李映雪, 张兴, 黄如, 王阳元, 罗晏

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1007

    Abstract PDF

    利用光致发光谱 (PL)和二次离子质谱 (SIMS)检测了不同退火条件下处理的 SIMOX材料的顶层硅膜 .实验结果显示 ,SIMOX顶层硅膜的 PL 谱有三个峰 :它们是能量为 1.10 e V的 a峰、能量为 0 .77e V的 b峰和能量为0 .75 e V的 c峰 .与 RBS谱相比 ,发现 a峰峰高及 b/ a峰值比是衡量顶层硅膜单晶完整性的标度 .谱峰 b起源于SIMOX材料顶层硅膜中残余氧 ,起施主作用 .SIMS测试结果显示 ,谱峰 c来源于 SIMOX材料顶层硅膜中的碳和氮 .

  • 等离子体氧化制备超薄SiO_2层的性质

    鲍云, 蒋明, 李伟, 马忠元, 黄少云, 王立, 黄信凡, 陈坤基

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1011

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    利用等离子体氧化方法在单晶硅片上制备了厚度小于 10 nm的超薄 Si O2 层 .通过傅里叶红外光谱 (FTIR)、X射线光电子谱 (XPS)、透射电子显微镜 (TEM)、椭圆偏振法和电流电压 (I- V)、电容电压 (C- V)测量对生成的超薄氧化层性质进行研究

  • 直流磁控溅射ZnO薄膜的结构和室温PL谱

    叶志镇, 陈汉鸿, 刘榕, 张昊翔, 赵炳辉

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1015

    Abstract PDF

    用直流反应磁控溅射法在硅衬底上沉积 C轴择优取向的 Zn O晶体薄膜 ,薄膜呈柱状结构 ,柱状晶直径约为10 0 nm,晶柱内为结晶性能完整的单晶 ,而晶界处存在较大的应力 .Zn O薄膜在 He- Cd激光器激发下有较强的紫外光发射 ,晶界应力引起 Zn O禁带宽度向长波方向移动 ,提高衬底温度有利于降低晶界应力和抑制深能级的绿光发射 .

  • 低剂量SIMOX圆片研究

    陈猛, 陈静, 郑望, 李林, 牟海川, 林梓鑫, 俞跃辉, 王曦

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1019

    Abstract PDF

    用二次离子质谱、剖面透射电镜、高分辨电镜以及化学增强腐蚀法表征了低剂量 SIMOX圆片的结构特征 .结果显示 ,选择恰当的剂量能量窗口 ,低剂量 SIMOX圆片表层 Si单晶质量好、线缺陷密度低埋层厚度均匀、埋层硅岛密度低且硅 /二氧化硅界面陡峭 .这些研究表明 ,低剂量 SIMOX圆片制备是很有前途的 SOI制备工艺

  • ZnAl_2O_4/α-Al_2O_3衬底上GaN的生长

    毕朝霞, 张荣, 李卫平, 殷江, 沈波, 周玉刚, 陈鹏, 陈志忠, 顾书林, 施毅, 刘治国, 郑有炓

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1025

    Abstract PDF

    研究了直接在 Zn Al2 O4/α-Al2 O3 衬底上用 MOCVD法一步生长 Ga N薄膜 .利用脉冲激光淀积法在α-Al2 O3衬底上淀积了高质量 Zn O薄膜 ,对 Zn O/α-Al2 O3 样品在 110 0℃退火得到了具有 Zn Al2 O4覆盖层的 α-Al2 O3 衬底 ,并在此复合衬底上利用光加热低压 MOCVD法直接生长了纤锌矿结构 Ga N. X射线衍射谱表明反应得到的Zn Al2 O4层为 ( 111)取向 .扫描电子显微镜照片显示随退火时间从小于 3 0 min增加到 2 0 h,Zn Al2 O4表面由均匀的岛状结构衍变为突起的线状结构 ,相应的 Ga N X射线衍射谱表明 Ga N由 c轴单晶变为多晶 ,单晶 Ga N的摇摆曲线半高宽

  • 在蓝宝石衬底两个相反c面同时生长氮化镓薄膜的差异

    韩培德, 段晓峰, 孙家龙, 张泽, 王占国

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1030

    Abstract PDF

    运用金属有机气相外延设备 ,在蓝宝石衬底两个相反取向的 c面上同时生长六方相氮化镓薄膜 .对此进行了扫描电子显微镜、俄歇电子能谱、透射电子显微镜的分析和研究 .发现这两个薄膜有许多不同之处

  • GSMBE生长的用于研制HBT的SiGe/Si异质结材料

    邹德恕, 徐晨, 陈建新, 史辰, 杜金玉, 高国, 沈光地, 黄大定, 李建平, 林兰英

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1035

    Abstract PDF

    用 GSMBE法生长了 Si/ Si Ge/ Si异质结构材料 .采用双台面结构制造了 Si Ge/ Si NPN异质结晶体管 .在发射结条宽为 4μm,面积为 4μm× 1 8μm的条件下 ,其共发射极直流放大倍数为 75,截止频率为 2 0 GHz.给出了结构设计、材料生长和器件制作工艺

  • 沟道热载流子导致的 PDSOI NMOSFET's击穿特性(英文)

    刘红侠, 郝跃, 朱建纲

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1038

    Abstract PDF

    对热载流子导致的 SIMOX衬底上的部分耗尽 SOI NMOSFET's的栅氧化层击穿进行了系统研究 .对三种典型的热载流子应力条件造成的器件退化进行实验 .根据实验结果 ,研究了沟道热载流子对于 SOI NMOSFET's前沟特性的影响 .提出了预见器件寿命的幂函数关系 ,该关系式可以进行外推 .实验结果表明 ,NMOSFET's的退化是由热空穴从漏端注入氧化层 ,且在靠近漏端被俘获造成的 ,尽管电子的俘获可以加速 NMOSFET's的击穿 .一个 Si原子附近的两个 Si— O键同时断裂 ,导致栅氧化层的破坏性击穿 .提出了沟道热载流子导致氧化层击穿的新物理机制

  • 镜像势引起的势垒降低对超薄栅MOS结构的直接隧穿电流的影响

    毛凌锋, 卫建林, 穆甫臣, 谭长华, 许铭真

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1044

    Abstract PDF

    随着器件尺寸的不断减小 ,直接隧穿电流将代替 FN电流而成为影响器件可靠性的主要因素 .数值求解的结果表明 :镜像势引起的势垒降低对超薄栅 MOS直接隧穿电流有较大的影响 .利用 WKB近似方法 ,获得了镜像势对直接隧穿电流影响的定性表达式 .镜像势对直接隧穿电流的影响随着栅电压的减小而增大 ,但是随着栅氧化层厚度的减小而减小

  • 有机半导体电致发光器件中的焦耳热效应和有机物热分解

    周美娟, 钟高余, 何钧, 廖良生, 侯晓远

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1048

    Abstract PDF

    采用显微观察的方法证明有机半导体电致发光器件处于工作状态时产生的焦耳热 ,不仅使有机物发生结晶现象 ,还使器件产生气体并向外逸出 ,气体集聚在金属电极 /有机层界面 ,从而形成表面气泡 .质谱、色谱分析表明 ,逸出气体的成分除了大量的水汽之外 ,还存在有机杂质气体和有机物分解气体 .在以 8-羟基喹啉铝 (Alq3)为发光层的器件中 ,当受热温度达到 15 0℃时 ,有机分子会发生分解 ,逸出 8-羟基喹啉气体 .紫外光电子能谱分析进一步证实 ,Alq3薄膜的受热温度达到 15 0℃时 ,其电子结构发生明显变化 ,由此可严重影响器件性能

  • 6H-SiC高压肖特基势垒二极管

    王姝睿, 刘忠立, 徐萍, 葛永才, 姚文卿, 高翠华

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1052

    Abstract PDF

    在可商业获得的 N型 6 H - Si C晶片上 ,通过化学气相淀积 ,进行同质外延生长 ,在此结构材料上 ,通过热蒸发 ,制作 Ni/6 H- Si C肖特基势垒二极管 .测量并分析了肖特基二极管的电学特性 ,结果表明 ,肖特基二极管具有较好的整流特性 :反向击穿电压约为 45 0 V,室温下 ,反向电压 VR=- 2 0 0 V时 ,反向漏电流 JL=5× 10 - 4 A· cm- 2 ;理想因子为 1.0 9,肖特基势垒高度为 1.2 4— 1.2 6 e V ,开启电压约为 0 .8V

  • MOCVD生长InGaAs/InGaAsP多量子阱光泵微碟激光器

    吴根柱, 张子莹, 任大翠, 张兴德

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1057

    Abstract PDF

    用 MOCVD方法生长了 In Ga As/ In Ga As P多量子阱微碟激光器外延片 ,用光刻、干法刻蚀和湿法刻蚀等现代化的微加工技术制备出直径 9.5μm的 In Ga As/ In Ga As P微碟激光器 ,并详细介绍了整个制备工艺过程 .在液氮温度下用氩离子激光器泵浦方式实现了低阈值光泵激射 ,测出单个微碟激光器的阈值光功率为 15 0μW,激射波长约为 1.6μm,品质因数 Q=80 0 ,激射光谱线宽为 2 nm,同时指出微碟激光器激射线宽比 F- P普通激光器宽很多是由于其品质因数很高造成的

  • 一种GF(2~k)域的高效乘法器及其VLSI实现

    周浩华, 沈泊, 章倩苓

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1063

    Abstract PDF

    在分析全串行和全并行 GF(2 k)域乘法的基本原理基础上提出了一种适合于任意 GF(2 k)域的乘法器 UHGM(U nified Hybrid Galois Field Multiplier) .它为当前特别重要的 k为素数的 GF(2 k)域乘法 ,提供了一种高效的实现方法 .该乘法器具有结构规整、模块化好的特点 ,特别适合于 VL SI实现 ,同时这种结构具有粗粒度的面积和速度的可伸缩性 ,方便了在大范围内进行实现面积和速度的权衡 .最后给出了 GF(2 1 6 3)域上乘法器的 ASIC综合的结果

  • 采用0.25μmCMOS工艺、适用于LVDS驱动器的高性能多相时钟生成器的设计

    陈钰, 洪志良, 朱江

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1069

    Abstract PDF

    提出了一种适用于 L VDS驱动器的电荷泵锁相环 (PL L)多相时钟生成器的设计方法 ,特别是在压控环形振荡器 (VCO)设计中采用了高温度补偿和高电源抑制比的新技术 ,使得 VCO的固定频率基本不受温度和电源电压变化的影响 .采用 U MC的 0 .2 5 μm CMOS工艺模型 ,在 Cadence的环境下用 spectre S仿真器模拟 ,结果表明设计的 PL L 对于不同的 PVT:SSS、TTT、FFF、SFS、FSF(头两个字母表示工艺变化引起的模型参数的变化 ,第三个字母表示系统工作条件 :T为 75℃ ,3.3V;S为 12 5℃ ,3.0 V;F为 0℃ ,3.6 V) ,均能得到符合标准要求的7相时钟信号 ,其中 VCO固定频

  • 用于测试CMOS输出驱动器电流变化率的新电路

    徐栋麟, 郭新伟, 徐志伟, 任俊彦

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1075

    Abstract PDF

    提出了一种新的用于测试 CMOS输出驱动器电流变化率的电路结构 .它把片上电感引入到测试系统中作为对实际封装寄生电感的等效 ,从而排除了测试时复杂的芯片 -封装界面的影响 .这种电路结构不仅可以用于实际测算输出驱动器的性能指标 ,还可以用于研究 VL SI电路中的同步开关噪声问题 .该设计方法在新加坡特许半导体公司的 0 .6μm CMOS工艺线上进行了流片验证 .测试结果表明 ,这一测试结构能有效地表征 CMOS输出驱动器的电流变化率的性能指标和 VL SI电路中的同步开关噪声特性

  • ULSI互连系统热特性的模拟

    阮刚, 肖夏

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1081

    Abstract PDF

    应用基于有限元算法的软件 ANSYS对 0 .15 μm工艺条件下的一个 U L SI电路的五层金属互连结构进行了热特性模拟和分析 .模拟了这个经多目标电特性优化了的互连结构在采用不同金属 (Cu或 Al)互连线及不同电介质 (Si O2 或低介电常数材料 xerogel)填充条件下的热分布情况 ,计算了这些条件下此互连结构的温度分布 .并将结果与 Stanford大学模拟的另一种五层金属布线结构的热特性结果进行了比较 .讨论了低介电常数材料的采用对于互连结构散热情况的影响 .此外 ,还简要地介绍了 ANSYS的性能和用于热模拟的原理和特色

  • TEA密码算法的VLSI实现

    吴行军, 葛元庆, 陈弘毅, 孙义和

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1087

    Abstract PDF

    提出了两种实现 TEA的结构 ,并采用其中一种结构设计了 TEA加解密处理器电路模块 ,将其成功地应用在非接触的智能 IC卡中 .该加解密处理器硬件模块可分别实现加密和解密运算 ,循环迭代次数具有可编程特性 .该处理器模块占用较小的芯片面积 ,具有很小的功耗 ,可以方便地与 8位微处理器连接 ,适用于各种嵌入式系统中 .

  • ULSI铜互连线技术中的电镀工艺

    张国海, 钱鹤, 夏洋, 王文泉, 龙世兵

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(8): 1093

    Abstract PDF

    通过对电镀液中加入适当的整平剂和采用三步电流法 ,成功地将工业镀铜技术应用于 UL SI铜互连线技术中 ,实现了对高宽比为 1μm∶ 0 .6 μm的刻孔的无空洞、无裂缝填充 .方阻测试表明 ,所镀铜膜的电阻率为2 .0 μΩ· cm,X射线衍射分析结果显示出的 Cu(111)的致密结构非常有利于互连线技术中高抗电迁移性要求

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