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Volume 24, Issue 10, Oct 2003

    CONTENTS

  • 自组织量子点的优化生长(英文)

    段瑞飞, 王宝强, 朱占平, 曾一平

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1009

    Abstract PDF

    在不同生长条件下,生长低组分InGaAs/GaAs自组织量子点并且使用接触式AFM进行测量.通过对生长条件的优化,得到高密度、高均匀性的量子点MBE生长条件,这对于自组织量子点在器件方面的应用,比如量子点红外探测器和量子点激光器,是非常重要的.同时,还与优化的InAs/GaAs生长条件进行了比较.

  • 用1553nm激光脉冲触发GaAs光电导开关的研究(英文)

    施卫, 贾婉丽

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1016

    Abstract PDF

    用15 5 3nm飞秒光纤激光器触发半绝缘GaAs光电导开关的实验表明,当光电导开关处于3 33~10 3kV/cm的直流偏置电场并被脉冲宽度2 0 0fs且单脉冲能量0 2nJ的激光脉冲照射时,开关表现为线性工作模式,开关输出峰值电压为0 8mV .分析表明,开关对波长为15 5 3nm触发激光脉冲表现出的弱光电导现象起因于半绝缘GaAs材料EL2深能级的作用.

  • 0.6可用于光纤用户网的0.6μmCMOS激光驱动器(英文)

    梁帮立, 王志功, 田俊, 夏春晓, 章丽, 熊明珍

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1021

    Abstract PDF

    基于国内的CMOS技术和EDA工具以及全定制的设计方法,采用无锡华晶上华(CSMC HJ) 0 6 μmCMOS技术实现了可工作于15 5Mb/s、6 2 2Mb/s的激光驱动器.该激光驱动器在5 0Ω负载上输出电流摆幅从0到5 0mA可调.在输出级3V直流偏置时最大输出电压摆幅可达2 5Vpp.输出电压脉冲的上升、下降时间分别小于471ps和44 4ps.四个工作速率下均方根抖动都小于30ps.电路在5V单电源供电时功耗小于410mW .芯片测试结果表明,该激光驱动器达到了世界同类集成电路的水平.

  • 湿法腐蚀制备的SOI光波导(英文)

    王小龙, 严清峰, 刘敬伟, 陈少武, 余金中

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1025

    Abstract PDF

    用化学湿法腐蚀的方法制作了SOI光波导,并且用三维波束传播方法分析和设计了单模波导和1×2 3dB多模干涉分束器,修正了有效折射率和导模传输方法的误差.制作的器件具有低传输损耗(- 1 37dB/cm)、低附加损耗(- 2 2dB)、良好的均衡性(0 3dB)等优良性能.

  • 0.18μm CMOS工艺条件下的信号完整性分析(英文)

    孙加兴, 叶青, 周玉梅, 叶甜春

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1030

    Abstract PDF

    通过模拟分析了0 18μmCMOS工艺条件下的信号完整性问题.在进行串扰延迟和噪声分析中发现了一些规律,这些规律对以后的设计有一定的指导意义.

  • 高温快速热处理对硅中热施主的影响

    裴艳丽, 杨德仁, 马向阳, 樊瑞新, 阙端麟

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1035

    Abstract PDF

    研究了不同气氛(N2 、O2 、Ar)下高温快速热处理(RTP)对热施主形成和消除特性的影响.研究发现无论在何种气氛下进行高温RTP ,对热施主的形成均无影响.扩展电阻的分析结果表明,热施主在硅片纵向的分布是均匀的.根据高温RTP后硅片的空位特征,认为点缺陷对热施主的形成特性无影响.同时研究了高温RTP预处理对热施主消除特性的影响,发现氧气和氩气高温RTP的样品其生成的热施主经过6 5 0℃退火即可消除,和普通的热施主消除特性相同.而N2 气氛下高温RTP的样品,6 5 0℃退火后仍有部分施主存在,经95 0℃退火才能彻底消除,这可能是由于RTP处理中发生氮的内扩散

  • Co在Si(100)表面化学吸附的电子结构和性质

    危书义, 马丽, 杨宗献, 戴宪起, 张开明

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1040

    Abstract PDF

    用紧束缚下的Muffin tin轨道线性组合方法研究了单层Co原子在理想的Si(10 0 )表面的化学吸附.计算了Co原子在不同位置时吸附体系的能量.结果表明,Co原子在C位(四度位)时吸附最稳定,在Co/Si(10 0 )界面存在Co、Si混合层.同时对电子转移情况和层投影态密度进行了研究.

  • 纤锌矿GaN低场电子迁移率解析模型

    张进城, 马晓华, 郝跃, 范隆, 李培咸

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1044

    Abstract PDF

    在GaAs低场电子迁移率解析模型的基础上得到了纤锌矿GaN低场电子迁移率的解析模型,该模型考虑了杂质浓度、温度和杂质补偿率对低场电子迁移率的影响.模拟结果和测量数据的比较表明该模型在10 16~10 2 0 cm-3的电子浓度、30~80 0K的温度和0~0 9的杂质补偿率范围内具有较好的一致性.该电子迁移率解析模型对于GaN器件的数值模拟和器件仿真设计具有很强的实用意义.

  • 氮气氛中高温热处理硅片表面的直接氮化

    祝洪良, 杨德仁, 汪雷, 裴艳丽, 阙端麟, 张寒洁, 何丕模

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1049

    Abstract PDF

    研究了直拉硅单晶片在氮气氛下热处理时的表面氮化,利用了XPS(X射线光电子谱)、SEM(扫描电子显微镜)、金相显微镜、XRD(X射线衍射仪)等手段研究了在高纯氮和非高纯氮保护条件下不同温度热处理后的样品表面,结果发现只有用高纯氮保护和温度高于110 0℃的条件下,氮气才能与硅表面发生反应,生成氮化硅(Si3 N4 )薄膜,否则氮保护中微量的氧气会和硅表面发生反应,生成二氧化硅(SiO2 )薄膜.

  • 直流反应磁控溅射Zn_(1-x)Cd)_xO薄膜的研究

    马德伟1078, 叶志镇, 黄靖1084云, 赵炳辉 1089

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1053

    Abstract PDF

    用直流反应磁控溅射法在n Si(111)和玻璃衬底上生长高度择优取向的Zn1-xCdxO合金晶体薄膜,最佳生长温度为45 0℃(x=0 2 ) .当x≤0 6时,Zn1-xCdxO薄膜具有纯ZnO的六角结构,x =0 8时,薄膜是由ZnO六角结构晶体和CdO立方结构晶体组成的混合物.透射光谱测试表明,通过改变合金薄膜中Cd的含量,可以调节Zn1-x CdxO薄膜的禁带宽度.

  • 周期顺序蒸发工艺生长的Cu(In,Ga)Se_2薄膜结构

    徐传明1093, 许小亮, 闵海军, 徐军, 杨晓杰, 黄文浩, 刘洪图

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1057

    Abstract PDF

    采用新颖的周期顺序蒸发和真空硒化退火工艺生长出p型CuIn0 7Ga0 3 Se2 薄膜.通过XPS谱、Raman谱、XRD谱分析了预生长层以及硒化后的CuIn0 7Ga0 3 Se2 薄膜,对四元化合物Cu(In ,Ga)Se2 的Raman谱进行了讨论,并观察到Ga对A1模式峰位的移动影响,同时发现薄膜倾向于沿(112 )晶面生长,薄膜贫Cu会加剧(2 2 0 ) / (2 0 4)表面自发分解成{ 112 }小晶面.研究表明,薄膜具有良好的电学特性和结构特性.

  • SIMOX硅片埋氧层垂直方向热导率的测量

    何平, 刘理天, 田立林, 李志坚, 董业明, 陈猛, 王曦

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1063

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    提出了一种简单、有效而且准确的测量SOI硅片埋氧层垂直方向热导率的方法,并采用这种方法测量了用SIMOX工艺制作的SOI硅片的埋氧层垂直方向的热导率.测量结果显示至少在5 5nm以上的尺度上对于SIMOX硅片的埋氧层垂直方向经典的热导率定义仍然成立,且为一明显小于普通二氧化硅的热导率(1 4W/mK)的常数1 0 6W/mK .测量中发现硅/二氧化硅边界存在边界热阻,并测量了该数值.结果表明,边界热阻在SOI器件尤其是薄二氧化硅背栅的双栅器件热阻的计算中不可忽略.

  • 利用边发射光致发光谱研究垂直腔面发射激光器材料的特性

    钮金真, 李国华

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1067

    Abstract PDF

    在室温下测量了GaInP/AlGaInP垂直腔面发射激光器(VCSEL)的光致发光谱和反射谱.通过反射谱测量可以很容易得到激光器的腔模波长.但是用通常的背散射配置不能测得与有源区中量子阱有关的光致发光信号.用边激发配置可以测到量子阱的光致发光谱,但这样测得的光谱已经受到激光器中的分布布拉格反射镜(DBR)的调制.采用腐蚀去上DBR层的方法可以在背散射配置下测得量子阱的光致发光谱,但仍无法避免下DBR层对发光谱的调制作用.从而只有采用边激发 边发射模式才能测得VCSEL中量子阱的真实的光致发光谱.

  • 50nm SOI-DTMOS器件的性能

    陈国良, 黄如

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1072

    Abstract PDF

    利用二维器件模拟软件ISE对5 0nm沟道长度下SOI DTMOS器件性能进行了研究,并与常规结构的SOI器件作了比较.结果表明,在5 0nm沟长下,SOI DTMOS器件性能远远优于常规SOI器件.SOI DTMOS器件具有更好的亚阈值特性,其亚阈值泄漏电流比常规SOI器件小2~3个数量级,从而使其具有更低的静态功耗.同时,SOI DTMOS器件较高的驱动电流保证了管子的工作速度,并且较常规SOI器件能更有效地抑制短沟道器件的穿通效应、DIBL及SCE效应,从而保证了在尺寸进一步减小的情况下管子的性能.对SOI DTMOS器件的物理机制进行了初步分析,揭示了其性能远优于常规结构的物理本质

  • 一种新型结构的光电负阻器件

    李丹, 李树荣, 夏克军, 郭维廉, 郑云光

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1078

    Abstract PDF

    提出了一种新型结构的硅光电负阻器件———光电双耦合区晶体管(photoelectricdualcoupledareatransistor,PDUCAT) ,它是由一个P+ N结光电二极管和位于两侧的两个纵向NPN管构成的.由于两个NPN管到光电二极管的距离不同,使得它们对光生空穴电流的争抢能力随外加电压的变化产生差异,同时两个NPN管电流放大系数相差较大,最终导致器件负阻现象的出现.文中对PDUCAT进行了工艺模拟和器件模拟,围绕着负阻的形成机理和影响器件性能的主要参数进行了讨论,初步建立了器件模型.

  • 大功率半导体激光器阵列稳态温度分布分析

    谢红云, 陈国鹰, 安振峰, 辛国锋, 康志龙

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1084

    Abstract PDF

    通过对大功率激光器阵列热现象的分析,采用有限元分析法建立了大功率激光器稳态工作时的空间温度分布模型,给出了具体的温度分布曲线,由此模型得出大功率激光器阵列沿谐振腔方向有一定的温度差.该模型给出的载体、芯片的温度分布,可以指导阵列载体、散热器的设计,优化它们的尺寸.样品的实验数据与模型的理论预测结果吻和得很好.

  • 半导体激光器阵列隔离槽的湿法腐蚀

    辛国锋, 陈国鹰, 冯荣珠, 花吉珍, 安振峰, 牛健, 赵卫青

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1089

    Abstract PDF

    研究了几种腐蚀液对半导体激光器阵列外延材料的腐蚀过程,其中HF(40 %) /CrO3 (33wt%)腐蚀液比较适合,用扫描电子显微镜(SEM)对其腐蚀情况进行了分析,并给出了利用这种腐蚀液进行腐蚀的半导体激光器阵列隔离槽的图像.通过调节HF/CrO3 腐蚀液的体积比(从0 0 2到0 2 ) ,确定了AlxGa1-xAs组分渐变材料的腐蚀条件(室温2 3℃,腐蚀时间4min)以及最佳配比(体积比为0 1) .利用这种腐蚀液得到的腐蚀图形可以满足激光器阵列的要求.

  • 确定VCSEL电势及载流子自洽分布算法的研究

    赵鼎, 林世鸣

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1093

    Abstract PDF

    分别使用准Fermi能级和pn结模型决定VCSEL的有源层压降,建立了两种自洽确定VCSEL中电势及载流子分布的方法.针对电极电压变化和氧化层限制孔径变化的两种情况,在阈值附近对器件中的结电压分布、载流子浓度分布和注入有源层电流密度分布进行了计算;针对两者所得结果的差异进行了简要的分析,指出了二者的特点及适用范围.

  • 超薄顶层硅SOI衬底上高k栅介质ZrO_2的性能

    章宁琳, 宋志棠, 沈勤我, 林成鲁

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1099

    Abstract PDF

    采用超高真空电子束蒸发法制备了用于全耗尽SOI场效应晶体管(MOSFET)中作为高k栅介质的ZrO2 薄膜.X射线光电子能谱(XPS)分析结果显示:ZrO2 薄膜成分均一,为完全氧化的ZrO2 ,其中Zr∶O =1∶2 2 ,锆氧原子比偏高可能是由于吸附了空气中O2 等杂质.扩展电阻法(SRP)和剖面透射电镜(XTEM)都表征出6 0 0℃退火样品清晰的ZrO2 /topSi/BO/Sisub的结构,其中ZrO2 /topSi界面陡直,没有界面产物生成.选区电子衍射显示薄膜在6 0 0℃快速退火后仍基本呈非晶态.研究了上述MOSOS结构的高频C V性能,得到ZrO2 薄膜的等效氧化物厚度EOT =9 3nm ,相对介电常数ε≈2 1,

  • 刻蚀衍射光栅像差特性分析

    宋军, 梅维泉, 文泓桥, 何赛灵

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1103

    Abstract PDF

    对作为波分复用关键器件之一的刻蚀衍射光栅(EDG)的像差特性提出了一种简单方便的计算方法,分析了像差对刻蚀衍射光栅频谱响应的影响.理论推导了基于基尔霍夫衍射、角谱衍射以及快速傅里叶变换等方法.最终证明彗差会造成谱形失称,明显降低耦合效率;而球差则会明显地增加串扰.并指出当像差存在时通过输出端加ta per结构,并不能显著改善器件的串扰特性.

  • Al_2O_3栅介质的制备工艺及其泄漏电流输运机制

    任驰, 杨红, 韩德栋, 康晋锋, 刘晓彦, 韩汝琦

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1109

    Abstract PDF

    利用室温下反应磁控溅射结合炉退火的方法在P Si(10 0 )衬底上制备了Al2 O3 栅介质层,研究了不同的溅射气氛和退火条件对Al2 O3 栅介质层物理特性的影响.结果表明:在较高温度下N2 气氛中退火有助于减小泄漏电流;在O2 气氛中退火有助于减少Al2 O3 栅介质中的氧空位缺陷.对Al2 O3 栅介质泄漏电流输运机制的分析表明,在电子由衬底注入的情况下,泄漏电流主要由Schottky发射机制引起,而在电子由栅注入的情况下,泄漏电流可能由Schot tky发射和Frenkel Poole发射两种机制共同引起.

  • 半导体物理研究新进展

    孙连亮, 李树深, 张荣, 何杰

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(10): 1115

    Abstract PDF

    简要介绍了第2 6届国际半导体物理会议上一些受到广泛关注的课题,它们代表了半导体物理研究领域里的研究热点和前沿工作,希望能够为今后的研究工作提供一个参考方向.

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