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提出了包括有限势垒高度下反型层量子化效应以及多晶硅耗尽效应在内的直接隧穿电流模型 .在该模型的基础上 ,研究了采用不同高介电常数栅介质材料时MOSFET的栅电流与介质材料的介电常数、禁带宽度及和Si导带不连续等参数之间的关系 .所获得的结果能够为新型栅介质材料的选取提供依据 .

通过在SOI LIGBT中引入电阻场板和一个p MOSFET结构 ,IGBT的性能得以大幅提高 .p MOSFET的栅信号由电阻场板分压得到 .在IGBT关断过程中 ,p MOSFET将被开启 ,作为阳极短路结构起作用 ,从而使漂移区的过剩载流子迅速消失 ,IGBT快速关断 .而且由于电场受到电阻场板的影响 ,使得过剩载流子能沿着一个更宽的通道流过漂移区 ,几乎消去了普通SOI LIGBT由于衬偏造成的关断的第二阶段 .这两个因素使得新结构的关断时间大大减少 .在IGBT的开启状态 ,由于p MOSFET不导通 ,因此器件的开启特性几乎与普通器件一致 .模拟结果表明 ,新结构至少能增加 2 5 %的耐压

提出了一种新型的Schottky体接触结构 ,能够有效抑制部分耗尽SOInMOSFET的浮体效应 .这种结构可以通过在源区形成一个浅的n+ p结和二次侧墙 ,然后生长厚的硅化物以穿透这个浅结的方法来实现 .模拟结果表明这种结构能够成功抑制SOInMOSFET中存在的反常亚阈值斜率和kink效应 ,漏端击穿电压也有显著提高 .这种抑制浮体效应的方法不增加器件面积 ,而且与体硅MOSFET工艺完全兼容 .

应用基于表面硅、体硅微电子工艺的混合微加工技术 ,制作了新型 2× 2扭转微镜光开关阵列 ,并研究了其在外加静电场和交变电场中的机电特性 .当该光开关中悬挂多晶硅微镜的弹性扭转梁的厚度约为 1μm时 ,驱动微镜以实现其“开”状态的拐点静电电压为 2 70～ 2 90V ,而维持微镜“开”状态的最低保持电压在 5 5V左右 .理论分析表明 ,在关于该光开关结构的一系列设计参数中 ,拐点静电电压对于弹性扭转梁的厚度最敏感 .该光开关的开关寿命超过 10 8次 ,而其开关时间预计小于 2ms .对单片集成制造在该光开关阵列芯片上的两种新型光纤自定位保持结构的力学分

提出一种新型的PMOS选择分裂位线NOR结构快闪存贮器 ,具有高编程速度、低编程电压、低功耗、高访问速度和高可靠性等优点 .该结构采用源极增强带带隧穿热电子注入进行编程 ,当子位线宽度为 12 8位时 ,位线漏电只有 3 5 μA左右 ,每位编程功耗为 16 5 μW ,注入系数为 4× 10 -4 ,编程速度可达 2 0 μs,存贮管的读电流可达 6 0 μA/ μm以上 .分裂位线结构和低编程电压使得该结构具有很好的抗位线串扰特性和可靠性 .

提出了一种采用分而治之的改进型RC网络约减方法 .该方法首先将被约减的网络划分成若干子网络 ,然后用Krylov子空间算法逐个约减这些子网络 ,最后将所有被约减后的子网络链接起来就获得了原网络的约减网络 .传统的Krylov子空间算法只能约减电路的节点数目 ,而该方法在保证精度的条件下不仅可以约减电路的节点数目 ,而且能够约减其元件数目 .这可以极大地提高采用稀疏矩阵技术的电路模拟工具处理互连线的效率 ,因为这类电路模拟工具的计算成本主要取决于电路矩阵中非零元的个数 ,即电路中的元件数目 .

利用霍尔效应、电流 电压 (I V)、光致发光谱 (PL)和光电流谱 (PC)研究了不同掺铁浓度的半绝缘InP的性质 .半绝缘InP的I V特性明显地依赖于掺铁的浓度 .掺铁的浓度也对半绝缘InP的光学性质和材料中缺陷的形成有影响 .用PL和PC分别研究了掺铁半绝缘InP的禁带收缩现象和材料中的缺陷 .

利用磁控溅射方法在表面有SiO2 层的Si基片上溅射Ta/NiFe薄膜 ,采用X射线光电子能谱 (XPS)研究了SiO2 /Ta界面以及Ta5Si3 标准样品 ,并进行计算机谱图拟合分析 .实验结果表明在制备态下在SiO2 /Ta界面处发生了热力学上有利的化学反应 :37Ta +15SiO2 =5Ta5Si3 +6Ta2 O5,界面处形成更稳定的化合物新相Ta5Si3 、Ta2 O5.在采用Ta作阻挡层的ULSI铜互连结构中这些反应产物可能有利于对Cu扩散的阻挡 .

在有效质量近似框架内 ,采用绝热近似 ,计算了在量子阱中GaN/AlxGa1-xN自组织量子点系统的电子结构和光学性质 .计算表明系统的电子能级随量子点受限势的增大而升高 ,随量子点尺寸的增大而降低 ,而且量子阱的宽度和量子点浸润层厚度的增加也会导致能级值有所降低 .说明结构参数会使在阱中的量子点的光致发光峰波长发生相应的蓝移或红移 ,与已知的实验结果一致 .

采用垂直Bridgman法制备出了x =0 1、0 2 2和 0 4的Cd1-xMnxIn2 Te4 晶体 .采用红外透射光谱法研究了晶体的红外光学特性 .用超导量子磁强计测量了样品在温度范围 5～ 30 0K和磁场强度范围 0～ 5T内的磁化强度 .在中红外波段透过率曲线变化很小 .随着x的增加Cd1-xMnxIn2 Te4 的光学带隙移向高能端 .磁化率倒数 χ-1与温度T的关系曲线在高温区服从居里 万斯定律 ,在低温下x≥ 0 2 2时向下偏离该定律 .与具有相同Mn2 + 浓度的Cd1-xMnxTe晶体相比Cd1-xMnxIn2 Te4 晶体的交换积分常数较小 .

对在 8 0～ 30 0K温度范围测量的Pb1-xGexTe(x =0 0 6 )薄膜透射谱采用Lorentz谐振子模型进行拟合得到折射率 .研究发现 :在其铁电相变温度 15 0K折射率出现极大值 .折射率的极大值是晶体电容率异常的标志 ,而晶体电容率异常正是晶体相变具有铁电性的反映 ,因此同电阻和比热一样 ,折射率在铁电相变点也出现了异常 .在所研究的光谱及温度范围 ,折射率与材料的禁带宽度不遵循Moss定则等经验公式 .

采用真空热蒸发与PECVD方法 ,在经特殊设计的“单反应室双沉积”设备中沉积了Al/a Si∶H复合薄膜 ,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射、Raman及X射线光电子谱等方法对复合薄膜在不同Al层厚度和不同温度退火后的晶化及电导行为进行了研究 .结果表明 ,Al/a Si∶H复合薄膜在不高于 2 5 0℃的退火条件下即开始出现硅的晶体相 .退火温度越高 ,Al层越厚 ,形成多晶硅的量越多 .Al/a Si∶H复合薄膜的电导率受Al原子在a Si∶H中掺杂效应的影响 ,比纯a Si∶H薄膜的大 .随着硅晶体相在复合薄膜中的生成 ,复合薄膜的电导率受晶相比控制 ,晶相比增加 ,电导率增大 .

利用锗硅单晶 (锗浓度约为 10 19cm-3 )切制成的籽晶和一般无位错硅单晶生长的缩细颈工艺以及从晶体头部至尾部平稳降低拉速的工艺 ,生长了直径为 6 0、5 0和 40mm ,掺锗量为 0 1%和 0 5 % (锗硅重量比 )的锗硅单晶 .利用化学腐蚀 金相显微镜法、扫描电子显微镜 (SEM)能谱分析和X射线双晶衍射等方法观测了掺锗硅的原生晶体中缺陷及氧的沉淀的状况 .发现用CZ法生长的锗硅原生晶体与常规工艺生长的CZSi晶体不同 ,体内存在着较高密度的氧微沉淀 .在晶体尾部 ,由于锗的分凝使熔体中锗高度富集 ,出现了“组分过冷”现象 ,在晶粒间界应力较大处有锗的析出

在Corning 1737玻璃衬底上射频磁控溅射沉积了铝掺杂ZnO薄膜 (ZnO∶Al) .薄膜沉积在衬底温度 2 5 0℃、溅射功率 10 0W和纯氩气氛中进行 .通过在 0 2～ 3 2Pa范围改变溅射氩气氛压力pAr,研究了不同pAr对样品的晶体结构、电学特性、光学特性和表观形貌的影响 .利用X射线衍射 (XRD)、透射和反射谱测量、扫描电子显微镜 (SEM) ,发现不同pAr下ZnO∶Al薄膜都具有垂直于衬底C轴择优取向 .在可见光谱范围 ,pAr对透过率的影响非常小 ,薄膜的平均透过率大于 83% ,但红外透过率与薄膜的电阻率成正比 .在较低的溅射气压下 (pAr=0 2Pa)获得的薄膜电阻率最小

采用超声雾化技术 ,以醋酸锌水溶液为源物质 ,在加热的玻璃衬底上生长了ZnO薄膜 ,并研究了衬底温度等因素对薄膜结构及其光、电性能的影响 .结果表明其为六方晶体 (纤锌矿 )结构 ,在适当的条件下 ,可以生长出具有较强c轴取向的ZnO薄膜 ,所得到的ZnO薄膜具有低达 7 6 8× 10 10 cm-3 的载流子浓度 ,这对实现ZnO的p型掺杂具有重要意义 .

采用Ga在SiO2 /Si系扩散途径 ,对扩Ga硅片进行了俄歇分析 ,在p型区未发现重金属杂质 ,表明热氧化SiO2层对外来重金属有良好的屏蔽作用 ,而且有利于提高硅器件的电参数性能、稳定性和可靠性 .

尝试用侧向外延 (ELOG)方法来降低立方相GaN中的层错密度 .侧向外延是在SiO2 /GaN/GaAs图形衬底上进行的 ,对生长所得的立方相GaN外延层用扫描电子显微镜 (SEM)和透射电子显微镜 (TEM)进行了观察和分析 ,TEM的平面像表明经过ELOG方法生长后 ,立方相GaN外延层中的层错密度由侧向外延生长前的 5× 10 9cm-2 降低至生长后的 6× 10 8cm-2 .双晶X射线衍射 (DCXRD)测量给出侧向外延前后外延层ω扫描 (0 0 2 )衍射摇摆曲线的半高宽(FWHM)分别为 33′和 17 8′ ,表明晶体质量有了较大改善 .对立方相GaN侧向外延过程中层错减少的机制进行了讨论 .

介绍了用湿法化学腐蚀的方法制备GaAs晶体微型电光探针 .用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了探针形貌 .微探针为金字塔形 ,底座是边长为 2 0 μm的正方形 ,尖端尺寸在 2 μm左右 .侧面比较光滑 ,棱角分明 .微型电光探针整体尺寸很小 ,在外电光检测系统中可以显著降低对被测电场的影响 ,从而提高测量精度 .

采用渐变应变有源区结构 ,制备出偏振不灵敏半导体光学放大器 ,工作电流在 6 0～ 16 0mA范围内 ,其 3dB带宽范围不小于 35nm ,偏振不灵敏度小于 0 35dB ,自发发射出光功率为 0 18～ 3 9mW .

针对原型S2 I开关电流存储单元性能上的一些弱点 ,提出了共源 共栅组态的S2 I电流存储单元 (简称CS2 I)新结构 ,使其关键速度与精度性能得到较好的改善 .相同器件尺寸下的S2 I与CS2 I单元电路相比 ,后者速度性能提高了 1 6倍 ,两种电路结构同样应用于延迟单元和双采样双线性积分器功能部件的HSPICE仿真表明 :CS2 I方式组成的延迟单元的精度提高了 5倍 ,双采样双线性积分器的三次谐波减少了 15dB .

从可测性设计角度讨论了信息安全处理芯片的芯片级测试控制器的设计以及相应核的可测性设计 .综合结果显示 ,所设计的芯片级测试控制器所占用的面积代价非常小 .

通过实例 ,介绍多分区响应表面法的优点及其给工艺综合带来的好处 ,并用其构建的响应表面模型分析工艺窗口带来的影响 .