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Volume 23, Issue 1, Jan 2002

    CONTENTS

  • 退火处理后非掺磷化铟的电传输特性(英文)

    赵有文, 罗以琳, 孙聂枫, 冯汉源, 孙同年, 林兰英

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 1

    Abstract PDF

    利用变温霍尔和电流 -电压特性 (I- V)两种方法分别对半导体和半绝缘的退火非掺磷化铟材料进行了测量 .在非掺退火后的半导体磷化铟样品中可以测到缺陷带电导 ,这与自由电子浓度较低、有一定补偿度的原生非掺磷化铟的情况类似 .非掺 SI- In P表现出不同于原生掺铁的 SI- In P的 I- V特性 ,在一直到击穿为止的外加电场范围内呈欧姆特性 ,而掺铁 SI- In P的 I- V具有与陷阱填充有关非线性特征 .根据空间电荷限制电流的理论 ,这种现象可以解释为非掺 SI- In P中没有未被电子占据的空的深能级缺陷

  • 用弹道电子显微术研究 Co-Ti-Si系统的退火温度对 CoSi_2/Si势垒不均匀性的影响(英文)

    竺士炀, 屈新萍, 茹国平, 李炳宗

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 6

    Abstract PDF

    通过在硅 (10 0 )衬底上淀积的 Co(3nm ) /Ti(1nm )双金属层在不同退火温度下的固相反应 ,在硅衬底上制备了超薄外延 Co Si2 薄膜 .在低温下 ,用弹道电子显微术 (BEEM)及其谱线 (BEES)测量了 Co Si2 /Si接触的局域肖特基势垒高度 .对于 80 0℃退火的 Co Si2 /Si接触 ,势垒高度的空间分布基本符合高斯分布 ,其峰值在 5 99me V,标准偏差为 2 1me V.而对于 70 0℃退火样品 ,势垒高度分布很不均匀 ,局域的势垒高度值分布在 15 2 me V到 870 m e V之间 ,这可归因于 Co Si2 薄膜本身的不均匀性

  • 新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生SOI NMOSFET界面陷阱和界面电荷的研究(英文)

    何进, 张兴, 黄如, 王阳元

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 11

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    报道了用新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生的 SOI- MOSFET界面陷阱和界面电荷的理论和实验研究 .理论分析表明 :由于正向栅控二极管界面态 R- G电流峰的特征 ,该峰的幅度正比于热载流子应力诱生的界面陷阱的大小 ,而该峰的位置的移动正比于热载流子应力诱生的界面电荷密度 .实验结果表明 :前沟道的热载流子应力在前栅界面不仅诱生相当数量的界面陷阱 ,同样产生出很大的界面电荷 .对于逐渐上升的累积应力时间 ,抽取出来的诱生界面陷阱和界面电荷密度呈相近似的幂指数方式增加 ,指数分别为为 0 .7和 0 .85 .

  • CMOS兼容近红外Si_(0.7)Ge_(0.3)/Si

    郭辉, 郭维廉, 郑云光, 黎晨, 陈培毅, 李树荣, 吴霞宛

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 16

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    报道了一种采用 U HV/CVD锗硅工艺和 CMOS工艺流程在 SOI衬底上制作的横向叉指状 Si0 .7Ge0 .3/Si p- i-n光电探测器 .测试结果表明 :其工作波长范围为 0 .7~ 1.1μm,在峰值响应波长为 0 .93μm,响应度为 0 .38A/W.在3.0 V的偏压下 ,其暗电流小于 1n A,寄生电容小于 1.0 p F,上升时间为 2 .5 ns.其良好的光电特性以及与 CMOS工艺的兼容性 ,为研制能有效工作于近红外光的高速、低工作电压硅基光电集成器件提供了一种新的尝试 ,在高速光信号探测等应用中有一定的价值

  • 光伏法研究硅单晶表面态真空敏感机理

    颜永美, 孙宜阳, 丁小勇, 周海文

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 21

    Abstract PDF

    根据光伏方法研究的半导体表面气体分子吸附机理 ,提出了硅单晶表面态真空敏感效应的机理模型 ,解释了表面态敏感型的真空传感器的各有关观测结果 .因此可以确认 ,硅单晶表面态对真空敏感的实质原因就是由于构成大气主要成份的氮气和氧气两种元素的电子亲和势相对于硅元素 ,具有明显不同的且符号相反的差值 ,导致吸附于硅表面的 N2 、O2 分子与硅表面态之间不同转移方向的电荷转移差值可以随真空度变化所引起的

  • (Ga,Mn,As)/GaAs的发光谱

    杨君玲, 陈诺夫, 叶小玲, 何宏家

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 26

    Abstract PDF

    利用低能双离子束外延技术 ,在 4 0 0℃条件下生长样品 (Ga,Mn,As) / Ga As.样品光致发光谱出现三个峰 ,即1.5 0 4 2 e V处的 Ga As激子峰、1.4 875 e V处的弱碳峰和低能侧的一宽发光带 .宽发光带的中心位置在 1.35 e V附近 ,半宽约 0 .1e V.在 84 0℃条件下对样品进行退火处理 ,退火后的谱结构类似退火前 ,但激子峰和碳杂质峰的峰位分别移至 1.5 0 6 5 e V和 1.4 894 e V,同时低能侧的宽发光带的强度大大增加 .这一宽发射带的来源还不清楚 ,原因可能是体内杂质和缺陷形成杂质带 ,生成 Mn2 As新相 ,Mn占 Ga位或形成 Ga Mn As合金

  • 金属-铁电体-GaN结构研究

    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.  2002, 23(1): 30

    Abstract PDF

    以铁电体 Pb(Zr0 .53Ti0 .4 7) O3取代传统绝缘栅氧化物制备了 Ga N基金属 -绝缘层 -半导体 (MIS)结构 .由于铁电体具有较强的极化电场和高介电常数 ,Ga N基金属 -铁电体 -半导体 (MFS)结构的电容 -电压特性与其他 Ga N基MIS结构相比较得到了显著的提高 .Ga N基 MFS结构中 Ga N激活层达到反型时的偏压小于 5 V ,这和硅基电子器件和集成电路的工作电压一致 ,而且结果表明 Ga N层的载流子浓度比其背景载流子浓度减小了一个数量级 .因此 ,Ga N基 MFS结构对于 Ga N基场效应晶体管的实际应用具有重要的意义

  • 钝化多孔硅的光致发光

    李宏建, 彭景翠, 许雪梅, 瞿述, 夏辉

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 34

    Abstract PDF

    选用含有胺基的正丁胺 (CH3CH2 CH2 CH2 - NH2 )作碳源 ,采用射频辉光放电法制备碳膜对多孔硅进行碳膜钝化 ,其光致发光谱和存放实验表明 :正丁胺对多孔硅进行钝化是一种十分有效的多孔硅后处理途径 .研究了钝化多孔硅的光致发光谱随钝化温度和钝化时间的变化关系 ,其结果显示 :通过调节钝化条件可实现钝化多孔硅最大的发光效率和所需要的发光颜色

  • 多孔硅PL谱的影响因素分析

    柯见洪, 郑亦庄, 池贤兴, 程新红

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 38

    Abstract PDF

    通过阳极氧化电化学方法制备了多孔硅 ,并在室温下对不同条件下制得的多孔硅光致发光谱 (PL谱 )进行系统的分析 .结果表明 ,随着阳极电流密度、阳极化溶液浓度和时间的增大 ,多孔硅的 PL谱峰将发生“蓝移”,并且 PL峰强也显著增加 ,但过大的电流密度、阳极化溶液浓度和时间将导致 PL峰强下降 .另外 ,还发现 PL谱存在多峰结构 ,而多孔硅在空气中放置时间的延长将引起其 PL的短波峰“蓝移”和强度下降 ,但对长波峰只引起强度减弱 ,并不影响其峰位 .PL谱的多峰结构可以认为是由于样品中同时存在“树枝”状和“海绵”状两种微观结构所产生的

  • 单晶硅中氢与辐照缺陷的相互作用

    王启元, 林兰英, 王建华, 邓惠芳, 谭利文, 王俊, 蔡田海, 郁元桓

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 43

    Abstract PDF

    对 NTD氢区熔单晶硅进行了不同温度下等时退火 ,采用 Hall电学方法测量了电阻率、迁移率随退火温度的变化规律 .利用红外吸收技术测量了单晶硅氢区熔退火前后及 NTD氢区熔单晶硅不同退火温度下与氢、辐照缺陷有关的红外振动吸收峰变化 ,对辐照缺陷的退火行为进行了探讨 .实验证实 NTD氢区熔单晶硅在 15 0~ 6 5 0℃范围内等时退火具有显著特点 :在 5 0 0℃下退火 ,出现电阻率极小值 ,即出现浓度很高的过量浅施主 ;P型向 N型转变温度为 4 0 0℃ ,迁移率恢复温度为 5 0 0℃ ,载流子恢复温度为 6 0 0℃ ,均明显低于 NTD氩区熔单晶硅转型温度及迁移率和载流

  • 空间实用背场Si太阳电池和GaAs/Ge太阳电池性能随质子辐照注量变化的比较

    王荣, 周宏余, 司戈丽, 姚淑德, 张新辉, 郭增良, 翟佐绪, 王勇刚, 朱升云

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 49

    Abstract PDF

    研究了空间实用背场 Si太阳电池和 Ga As/ Ge太阳电池性能随质子辐照注量 1× 10 9~ 5× 10 1 3cm- 2 的变化 .实验表明 ,两种太阳电池的电性能随辐照注量增加有不同的衰降趋势 .背场 Si太阳电池性能参数 Isc、Voc和 Pmax衰降变化快 ,辐照注量为 2× 10 1 0 cm- 2时 ,Pmax就已衰降为原值的 75 % ;而 Ga As/ Ge电池对应相同的衰降辐照注量达 8× 10 1 1 cm- 2 ,且其 Isc、 Voc和 Pmax衰降变化起初缓慢 ,当辐照注量接近 3× 10 1 2 cm- 2 时才迅速下降 .背场 Si电池和 Ga As/ Ge电池性能衰降分别与质子辐照引入的 Ev+0 .14 e V及 Ev+0 .4 3e V和

  • 非掺半绝缘磷化铟晶片的制备及其均匀性

    董宏伟, 赵有文, 焦景华, 赵建群, 林兰英

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 53

    Abstract PDF

    对高温退火非掺磷化铟 (In P)制备的半绝缘晶片的电学性质和均匀性进行了研究 .非掺低阻 N型磷化铟晶片分别在纯磷气氛和磷化铁气氛下进行 930℃、80 h退火均可获得半绝缘材料 .但在这两种条件下制备的两种 5 0 mm半绝缘晶片却呈现出不同的电学性质和均匀性 .纯磷气氛下制备的磷化铟片的电阻率和迁移率分别达到 10 6 Ω·cm和 180 0 cm2 / (V· s) ;而在磷化铁气氛下退火获得的半绝缘片的电阻率和迁移率分别高达 10 7Ω· cm 和30 0 0 cm2 / (V· s)以上 .对这两种半绝缘片和原生掺铁磷化铟半绝缘片的 PL - Mapping结果进一步比较表明 :在磷化铁气氛下

  • 采用As_2和As_4模式的新型全固源InAsP分子束外延生长

    任在元, 郝智彪, 何为, 罗毅

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 57

    Abstract PDF

    在国产分子束外延设备的基础上 ,利用新型阀控裂解 As源炉 ,对 As2 和 As4 的生长特性进行了全面的研究 .以 As2 和 As4 两种模式 ,在 (0 0 1) In P衬底上生长了高质量的 In As P体材料和 In Asy P1 - y/ In P多量子阱样品 .材料质量用 X射线衍射 (XRD)以及室温和低温的光致发光 (PL)测定 .实验发现 ,两种模式生长的样品的晶体结构质量相当 ,但 As2 的吸附系数明显大于 As4 的吸附系数 .另外 ,用 As2 模式生长的多量子阱样品的室温光学特性优于As4 模式生长的样品 ,但在低温时 ,二者几乎相同 ,这是由 As4 较为复杂的生长机制所引入的缺陷造成的

  • 通过直接栅电流测量研究PMOSFET's热载流子损伤

    张进城, 郝跃, 刘海波

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 61

    Abstract PDF

    通过直接栅电流测量方法研究了热载流子退化和高栅压退火过程中 PMOSFET's热载流子损伤的生长规律 .由此 ,给出了热载流子引起 PMOSFET's器件参数退化的准确物理解释 .并证明了直接栅电流测量是一种很好的研究器件损伤生长和器件参数退化的实验方法

  • 沟道热载流子导致的SOI NMOSFET's的退化特性

    刘红侠, 郝跃, 朱建纲

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 65

    Abstract PDF

    研究了沟道热载流子效应引起的 SOI NMOSFET's的退化 .在中栅压应力 (Vg≈ Vd/ 2 )条件下 ,器件退化表现出单一的幂律规律 ;而在低栅压应力 (Vgs≈ Vth)下 ,由于寄生双极晶体管 (PBT)效应的影响 ,多特性的退化规律便会表现出来 ,漏电压的升高、应力时间的延续都会导致器件退化特性的改变 .对不同应力条件下的退化特性进行了详细的理论分析 ,对 SOI NMOSFET'S器件退化机理提出了新见解 .

  • 利用FN振荡电流估计金属-氧化物-半导体场效应管Si-SiO_2界面宽度

    杨尧, 毛凌锋

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 70

    Abstract PDF

    利用聚合物材料研制出热光 Mach- Zehnder(MZ)型干涉调制器 ,单位相移为 1.5 3π/ (cm·℃ ) ,产生 π相移所需功率为 12 m W.热光开关的响应时间为 1.2 m s,消光比为 16 d B,接近实用水平 .并且讨论了热光相移在多种光电子器件中的应用

  • 不同工艺超薄栅氧化层的抗击穿特性

    韩德栋, 张国强, 任迪远, 陆妩, 严荣良

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 74

    Abstract PDF

    给出一种利用 FN隧穿电流振荡来估计金属 -氧化物 -半导体场效应管的界面宽度的方法 ,数值计算的结果表明该方法可以精确而且方便地估计界面宽度 ,用这种方法估计得到的界面宽度在 0 .3nm左右

  • 一种简化的基于BPM的AWG优化设计方法

    潘小龙, 赵梓森

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 78

    Abstract PDF

    对注 F、注 N以及先注 N后注 F超薄栅氧化层的击穿特性进行了实验研究 ,实验结果表明 ,在栅介质中引入适量的 F或 N都可以明显地提高栅介质的抗击穿能力 .分析研究表明 ,栅氧化层的击穿主要是由于正电荷的积累造成的 ,F或 N的引入可以补偿 Si/ Si O2 界面和 Si O2 中的 O3≡ Si·和 Si3≡ Si·等由工艺引入的氧化物陷阱和界面陷阱 ,从而减少了初始固定正电荷和 Si/ Si O2 界面态 ,提高了栅氧化层的质量 .通过比较发现 ,注 N栅氧化层的抗击穿能力比注 F栅氧化层强

  • 垂直腔面发射激光器的小信号电路模型和调制特性(英文)

    毛陆虹, 陈弘达, 梁琨, 唐君, 吴荣汉, 粘华, 郭维廉, 吴霞宛

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 82

    Abstract PDF

    根据阵列波导光栅 (AWG)的结构特点 ,提出了一种基于光传播算法的 AWG简化数值模型 .利用简化数值模型研究了 4× 4 AWG的光传输特性 ,计算得到的基本参数与设计完全符合 ,归一化光谱响应与实验结果也完全一致 .设计并研究了一个插入损耗小 ,各信道光谱响应幅度均一的 1× 4 AWG

  • 聚合物热光相移器件的研究及其应用

    杨晓红, 杜云, 吴荣汉, 赵榆霞, 李兆, 周家云, 沈玉全

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 87

    Abstract PDF

    给出了垂直腔面发射激光器的小信号电路模型和调制特性 ,调制特性用解析计算和电路模型模拟两种方法得到 ,解析计算和电路模型模拟的结果一致 ,实验证实了电路模型的正确性

  • 纳电子器件谐振隧道二极管的研制

    梁惠来, 赵振波, 郭维廉, 张世林, 牛萍娟, 杨中月, 郝景臣, 张豫黔, 王文君, 魏碧华, 周均铭, 王文新

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 91

    Abstract PDF

    采用分子束外延方法在砷化镓衬底上生长了双垒单阱结构 ,然后用常规半导体器件工艺制成了谐振隧穿二极管 (RTD) ,有相当好的 I- V特性 .对于 5μm× 5μm的 RTD器件 ,在室温条件下 ,测得其峰谷比最大可到 7.6∶ 1,最高振荡频率大于 2 6 GHz

  • 应用遗传算法实现MOS器件综合

    谢晓锋, 李钊, 阮骏, 姚依, 张文俊, 杨之廉

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 95

    Abstract PDF

    研究了将遗传算法应用于器件综合问题 ,针对参数化的器件空间设计了相应的适应度函数和遗传算子 ,可用来得到器件的可行设计空间及研究参数对器件性能的影响 .对 FIBMOS器件的综合设计研究结果显示了本方法的有效性

  • 基于刻蚀工艺的IC关键面积计算模型与实现方法

    赵天绪, 郝跃, 马佩军

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 102

    Abstract PDF

    在 IC的制造过程中 ,由于工艺的随机扰动 ,过刻蚀和欠刻蚀造成了导线条的宽度和线间距的变化 .论文在分析过刻蚀和欠刻蚀对 IC版图影响的基础上 ,提出了基于工艺偏差影响的 IC关键面积计算新模型和实现方法 .模拟实验表明模拟结果与理论分析是一致的

  • 一种新的无网格拆线重布算法

    谢民, 蔡懿慈, 洪先龙

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(1): 107

    Abstract PDF

    结合无网格布线的特点 ,提出一种新的无网格拆线重布算法 .该算法显式地表示并动态更新线网所属区域的拥挤程度 .在拆线重布进行待布线网的路径搜索时 ,每个扩展节点中增加拆除线网周边的拥挤权重 ,从而将待布线网的路径搜索过程和拆除线网的选择过程统一起来 ,有效地提高了被拆除线网重新布通的可能性 .该算法利用改进的二叉区间树有效组织中间数据 ,降低计算的复杂度 .实验结果表明 ,该算法能有效消除布线顺序对布线结果的影响 ,提高布通率 ,且算法运行速度较快

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