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Volume 23, Issue 11, Nov 2002

    CONTENTS

  • 超深亚微米集成电路中的互连问题——低k介质与Cu的互连集成技术

    王阳元, 康晋锋

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1121

    Abstract PDF

    半导体集成电路技术的发展对互连技术提出了新的需求 ,互连集成技术在近期和远期发展中将面临一系列技术和物理限制的挑战 ,其中 Cu互连技术的发明是半导体集成电路技术领域中具有革命性的技术进展之一 ,也是互连集成技术的解决方案之一 .在对互连集成技术中面临的技术与物理挑战的特点和可能的解决途径概括性介绍的基础上 ,重点介绍和评述了低 k介质和 Cu的互连集成技术及其所面临关键的技术问题 ,同时还对三维集成互连技术、RF互连技术和光互连技术等 Cu互连集成技术之后的可能的新一代互连集成技术和未来互连技术的发展趋势给予了评述和展望

  • 980nm垂直腔型面发射和接收器件及列阵的研制(英文)

    梁琨, 陈弘达, 杜云, 唐君, 杨晓红, 吴荣汉

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1135

    Abstract PDF

    采用相同生长结构的 MOCVD外延片 ,研究制备适用于单片集成的垂直腔面发射与接收器件及列阵 ,发射及接收波长相同 ,由谐振腔模式决定 .采用双氧化电流限制结构 ,优化串联电阻 ,提高电光转换效率 ,制备 980 nm波段发光器件及 1× 16列阵芯片 ,发射谱线半宽≤ 4 .8nm,注入电流为 5 0 m A时 ,发射功率为 0 .7m W.对列阵芯片用探针进行在线检测 ,器件均有良好的发光特性 .接收器件光电响应具有良好的波长和空间选择特性 ,谐振接收波长可利用不同角度光入射实现简单易行的调节 .通过腐蚀器件顶部 DBR的方法调节入射镜反射率 ,可以分别实现具有单片集成结构的

  • 异质结双极晶体管高频噪声建模及分析(英文)

    王延锋, 吴德馨

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1140

    Abstract PDF

    提出了一个 T等效异质结双极晶体管高频噪声电路模型 .该模型是对通常用在硅双极晶体管中的 Hawkins噪声模型进行改进得到的 ,主要的改进包括发射极理想因子、发射极电阻、内部 BC结电容、外部 BC结电容和其它寄生元素对器件噪声性能的影响 .为了从等效噪声电路模型中计算出精确的噪声参数 ,采用了噪声相关矩阵法来计算噪声参数 ,从而避免了在等效电路变换中可能产生的简化和复杂的噪声测量 .进一步利用该模型分析了等效电路元素对器件最小噪声系数的影响 ,分析计算结果和物理解释一致 .同时通过基于异质结双极晶体管器件物理的公式 ,给出了器件参数对

  • 利用直接隧穿弛豫谱技术对超薄栅MOS结构中栅缺陷的研究(英文)

    霍宗亮, 杨国勇, 许铭真, 谭长华, 段小蓉

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1146

    Abstract PDF

    给出了超薄栅 MOS结构中直接隧穿弛豫谱 ( DTRS)技术的细节描述 ,同时在超薄栅氧化层 ( <3 nm)中给出了该技术的具体应用 .通过该技术 ,超薄栅氧化层中明显的双峰现象被发现 ,这意味着在栅氧化层退化过程中存在着两种陷阱 .更进一步的研究发现 ,直接隧穿应力下超薄栅氧化层 ( <3 nm)中的界面 /氧化层陷阱的密度以及俘获截面小于 FN应力下厚氧化层 ( >4nm)中界面 /氧化层陷阱的密度和俘获截面 ,同时发现超薄氧化层中氧化层陷阱的矩心更靠近阳极界面

  • 采用非对称结构和注Ge的部分耗尽SOI nMOSFET的浮体效应(英文)

    刘运龙, 刘新宇, 韩郑生, 海潮和, 钱鹤

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1154

    Abstract PDF

    研究了一种采用非对称结构和注 Ge的部分耗尽 0 .8μm SOI n MOSFET的浮体效应 ,实验结果表明这种结构能够提高漏端击穿电压约 1V,减轻反常亚阈值斜率和 kink现象 .浮体效应的减少是由于源区的浅结和注 Ge引入的晶体缺陷减少了寄生的横向 npn晶体管的电流增益

  • 新的非平面Flash Memory结构(英文)

    欧文, 李明, 钱鹤

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1158

    Abstract PDF

    提出了一种为在低压下工作的具有较快编程速度的新的非平面的 flash memory单元结构 ,该结构采用简单的叠栅结构并只需增加一步光刻制做出这一新的沟道结构 .对于栅长为 1.2μm flash单元 ,获得了在 Vg=15V ,Vd=5V条件下编程时间为 42 μs,在 Vg=-5V,Vs=8V条件下的擦除时间为 2 4ms的高性能 flash单元 ,这一新结构的编程速度比普通平面型快闪存储器要快很多 .这种新结构 flash单元在高速应用场合下具有很好的应用前景

  • 基于图聚集算法的寄存器传输级ALU工艺映射算法(英文)

    周海峰, 林争辉, 曹炜

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1162

    Abstract PDF

    给出了寄存器传输级工艺映射 ( RTL M)算法 ,该方法支持使用高层次综合和设计再利用的现代 VL SI设计方法学 ,允许复杂的 RT级组件 ,尤其是算术逻辑单元 ( AL U)在设计中重用 .首先提出了 AL U的工艺映射问题 ,给出了源组件和目标组件以及标准组件的定义 ,在此基础上通过表格的方式给出映射规则的描述 .映射算法套用一定的映射规则用目标 AL U组件来实现源 AL U组件 .采用一种基于分支估界法的图聚集算法 ,用该算法不仅可以产生面积最优的 ,而且还可以产生延时最优的设计 .针对不同库的实验结果证明该算法对于规则结构的数据通路特别有效

  • 不同Mg掺杂浓度的GaN材料的光致发光

    周晓滢, 郭文平, 胡卉, 孙长征, 罗毅

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1168

    Abstract PDF

    研究了用低压金属有机物化学沉积方法生长得到的具有不同 Mg掺杂浓度的 Ga N样品薄膜 ,经不同温度退火处理后的发光特性 .实验发现随着退火温度的升高 ,不同掺杂浓度的 Mg∶ Ga N材料的光致发光谱蓝带峰能量相差变小 ,经 85 0℃退火后蓝带集中在 2 .92 e V附近 .利用 Mg∶ Ga N材料内部补偿模型对此现象进行了分析 ,同时认为对于掺杂浓度较高的样品 ,85 0℃为最佳的退火温度 .

  • Meirhaeghe Ni/Pd/Si固相反应及NiSi热稳定性增强研究

    屈新萍, 茹国平, 李炳宗, C Detavernier, R Van

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1173

    Abstract PDF

    研究了 Ni/ Pd双层薄膜在硅衬底上的硅化物形成过程 .结果表明 ,加入 Pd层后 ,退火形成 Ni1 - x Pdx Si固熔体 ,该固熔体比 Ni Si的热稳定性好 ,使得 Ni Si向 Ni Si2 的转变温度升高 .加入 Pd的量越多 ,Ni Si2 的成核温度越高 ,并用经典成核理论解释了该现象 .

  • 热退火γ-Al_2O_3/Si异质结构薄膜质量改进

    谭利文, 王俊, 王启元, 郁元桓, 刘忠立, 邓惠芳, 王建华, 林兰英

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1178

    Abstract PDF

    采用高真空 MOCVD外延技术 ,利用 TMA( Al( CH3) 3)和 O2 作为反应源 ,在 Si( 10 0 )衬底上外延生长γ-Al2 O3 绝缘膜形成 γ-Al2 O3/ Si异质结构材料 .同时 ,引入外延后退火工艺以便改善 γ-Al2 O3 薄膜的晶体质量及电学性能 .测试结果表明 ,通过在 O2 常压下的退火工艺可以有效地消除γ-Al2 O3 外延层的残余热应力及孪晶缺陷 ,改善外延层的晶体质量 ,同时可以提高 MOS电容的抗击穿能力 ,降低漏电电流

  • 利用AFM动态电场在Si表面实现纳米氧化结构

    胡晓东, 郭彤, 胡小唐

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1182

    Abstract PDF

    讨论利用原子力显微镜 ( AFM)动态电场诱导阳极氧化作用下 Si表面生成纳米氧化结构的特征 ,并进行相应的机理分析 .实验表明 ,直流电压作用下的氧化结构表现出单峰特征 ,而电压脉冲和连续方波所得到的氧化结构具有中央凹陷特征和较高的纵横比

  • X射线三轴晶衍射法测量半绝缘GaAs单晶的化学配比

    黎建明, 屠海令, 胡广勇, 王超群, 郑安生, 钱嘉裕

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1187

    Abstract PDF

    采用 X射线三轴晶衍射法 ,根据 As间隙原子对作为过量 As在 Ga As单晶材料中存在的主要形式的模型 ,可以无损、高精度测量半绝缘 Ga As单晶的化学配比 .并探讨了引起晶格变化的原因及其与熔体组分的关系 ,对于制备高质量 Ga As单晶及其光电器件具有重要的意义 .

  • 量子共振隧穿二极管的频率特性与分析

    张世林, 牛萍娟, 梁惠来, 郭维廉, 赵振波, 郝景臣, 王文君, 周均铭, 黄绮

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1192

    Abstract PDF

    用 HP8 510 C网络分析仪测量了 Al As/In Ga As/Al As共振隧穿二极管的 S参数 ,通过实测曲线拟合提取器件等效电路参数 ,计算出所研制器件的阻性截止频率为 54GHz,并分析了影响器件工作频率的因素

  • 硅基二氧化硅波导的应力和偏振相关性的数值分析

    邓晓清, 杨沁清, 王红杰, 胡雄伟, 王启明

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1196

    Abstract PDF

    使用有限元方法分析了硅基二氧化硅光波导的应力分布 ,结果表明波导主要受横向压应力影响 ,而且应力主要集中在芯区和包层的界面附近 .根据波导的应力分布 ,得出波导的折射率分布 ,并使用 ADI全矢量方法求解出波导的模式折射率 .比较考虑应力和未考虑应力的波导模式折射率可以得出 :波导的双折射效应主要是由于波导应力引起的 ,阵列波导光栅的偏振相关与中心波长的漂移是受阵列波导的应力分布的影响

  • 新型铁电不挥发性逻辑电路的分析和实现

    汤庭鳌, 陈登元, 汤祥云, 程君侠, 虞惠华

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1201

    Abstract PDF

    提出了一种利用与 CMOS工艺相容的铁电薄膜来实现使一般逻辑电路成为非挥发性的新技术 .通过电路模拟及对锁存器和触发器实验电路进行测试 ,表明逻辑集成电路的铁电锁存新技术是切实可行的

  • 氮化H_2-O_2合成薄栅介质的击穿特性

    刘运龙, 刘新宇, 韩郑生, 海潮和, 钱鹤

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1207

    Abstract PDF

    研究了 14~ 16nm的 H2 -O2 合成薄栅介质击穿特性 .实验发现 ,N2 O气氛氮化 H2 -O2 合成法制备的薄栅介质能够有效地提高栅介质的零时间击穿特性 .H2 -O2 合成法制备的样品 ,其击穿场强分布特性随测试 MOS电容面积的增加而变差 ,而氮化 H2 -O2 合成薄栅介质的击穿特性随测试 MOS电容面积的增加基本保持不变 .对于时变击穿 ,氮化同样能够明显提高栅介质的击穿电荷及其分布

  • 一种敏感的MOSFET ESD潜在损伤检测方法

    马仲发, 庄奕琪, 杜磊, 花永鲜, 吴勇

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1211

    Abstract PDF

    MOSFET ESD潜在损伤的有效检测一直是一个难以解决的问题 .实验对比发现 ,MOSFET沟道电流的 1/ f噪声比传统的电参数更能敏感地反映栅氧化层中 ESD潜在损伤的情况 .在相同的静电应力条件下 ,1/ f噪声的变化要比常规电参数敏感的多 ,其功率谱幅度的相对变化量比跨导的最大相对退化量大 6倍以上 ,因此可以作为MOSFET ESD潜在损伤的一种敏感的检测方法 .在给出实验结果的同时 ,对这一敏感性的机理进行了较深入的分析

  • 金属Ni诱导横向晶化的结构及工艺进程的优化(英文)

    卓铭, 徐秋霞

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1217

    Abstract PDF

    研究了用 Ni进行金属诱导横向晶化 ( MIL C)制备大尺寸多晶硅晶粒的结构改进和工艺条件优化 ,改进了MIL C的结构 ,通过在埋层氧化层上开出与衬底相连的籽晶区 ,减少了大晶粒多晶硅中的缺陷分布 ;同时在前人的基础上优化了退火温度及时间 ,用 Secco腐蚀液观察了晶粒大小和间界分布 ,最后得到了质量更好的大晶粒多晶硅 ,其大小在 70~ 80 μm左右 .同时讨论了 MIL C后生成的 Ni Si2 的去除方法 ,成功地去除了高温退火后生成的Ni Si2 ,大大减小了 Ni在多晶硅层中的分布 ,保证了将 MIL C方法成功应用于实现深亚微米器件的研究中

  • IC测试系统精密定时器的新结构

    王东辉, 施映, 林雨

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1224

    Abstract PDF

    讨论了一种适合于 VL SI的精密定时子系统的新结构 .该结构将定时计数器分为高速和低速两部分 ,低速部分采用存储器代替分散的寄存器 ,既有利于集成 ,又降低了系统的成本 .同时 ,新的精密定时子系统还解决了定时中不完整周期的问题

  • 带偏差约束的时钟线网的拓扑构造和优化

    刘毅, 洪先龙, 蔡懿慈

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(11): 1228

    Abstract PDF

    提出了一种新的拓扑构造和优化方法 ,综合考虑了几种拓扑构造方法的优点 ,总体考虑偏差约束 ,局部进行线长优化 .实验结果表明 ,它可以有效控制节点之间的偏差 ,同时保证减小时钟布线树的整体线长

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