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Volume 24, Issue 11, Nov 2003

    CONTENTS

  • 深亚微米工艺下互连线串扰问题的研究与进展(英文)

    蔡懿慈, 赵鑫, 洪先龙

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1121

    Abstract PDF

    集成电路工艺发展到深亚微米技术后,互连线串扰问题变得越来越严重,尤其在千兆赫兹的设计中,耦合电感的影响不能忽略.插入屏蔽的操作成为减小耦合电感噪声的有效方法.文中首先介绍共面、微带状线和带状线三种互连结构下的电感耦合特性,然后分别介绍了基于共面互连结构的用于计算互连线噪声的Keff模型和RL C精确噪声模型.实验表明两种模型都有很高的精确度,在解决互连线串扰的物理设计中有广泛的应用

  • 不同AlGaN层厚度的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的静态特性(英文)

    吴桐, 郝智彪, 唐广, 郭文平, 胡卉, 孙长征, 罗毅

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1130

    Abstract PDF

    利用金属有机化合物气相外延技术研究了Al Ga N/ Ga N高电子迁移率晶体管(HEMT)结构的外延生长及器件制作,重点比较了具有不同Al Ga N层厚度的HEMT器件的静态特性.实验发现具有较薄Al Ga N隔离层的结构表现出较好的器件特性.栅长为1μm的器件获得了6 5 0 m A/ m m的最大饱和电流密度和10 0 m S/ mm的最大跨导.

  • 高性能六边形发射极InGaP/GaAs异质结双极型晶体管(英文)

    刘洪刚, 袁志鹏, 和致经, 吴德馨

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1135

    Abstract PDF

    六边形发射极的自对准In Ga P/ Ga As异质结具有优异的直流和微波性能.采用发射极面积为2μm×10μm的异质结双极型晶体管,VCE偏移电压小于15 0 m V,膝点电压为0 .5 V(IC=16 m A) ,BVCEO大于9V,BVCBO大于14 V,特征频率高达92 GHz,最高振荡频率达到10 5 GHz.这些优异的性能预示着In Ga P/ Ga As HBT在超高速数字电路和微波功率放大领域具有广阔的应用前景

  • 具有90nm调谐范围的1.3μm Si基MOEMS可调谐光滤波器(英文)

    左玉华, 黄昌俊, 成步文, 蔡晓, 毛容伟, 李传波, 罗丽萍, 高俊华, 白云霞, 姜磊, 马朝华, 朱家廉, 王良臣, 余金中, 王启明

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1140

    Abstract PDF

    利用表面微机械技术,成功制作了1.3μm Si基MOEMS可调谐光滤波器.原型器件在5 0 V的调谐电压下,调谐范围为90 nm.该技术可以用于制作1.3μm Si基可调谐光探测器.

  • 窗口型极小孔激光器的研制(英文)

    康香宁, 徐云, 宋国峰, 叶晓军, 陈良惠

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1145

    Abstract PDF

    报道了一种窗口型的用于高分辨率近场光学存储领域的极小孔激光器.这种窗口结构的引入解决了出射端面处由于金属膜的存在而导致的pn结短路问题,同时一定程度上抑制了激光器腔面处的COD效应.简化了极小孔激光器的工艺,降低了制备难度,提高了激光器的输出特性.通过FIB设备制备出了小孔大小为4 0 0 nm,工作电流在31m A时的出光功率约0 .3m W的极小孔激光器

  • 超薄栅氧化物pMOSFET器件在软击穿后的特性(英文)

    张贺秋, 许铭真, 谭长华

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1149

    Abstract PDF

    研究了在软击穿后MOS晶体管特性的退化.在晶体管上加均匀的电压应力直到软击穿发生的过程中监控晶体管的参数.在软击穿后,输出特性和转移特性只有小的改变.在软击穿发生时,漏端的电流和域值电压的退化是连续变化的.但是,在软击穿时栅漏电流突然有大量的增加.对软击穿后的栅漏电流增量的分析表明,软击穿后的电流机制是FN隧穿,这是软击穿引起的氧化物的势垒高度降低造成的.

  • 2.5GHz低相位噪声CMOS LC VCO的设计(英文)

    张海清, 章倩苓

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1154

    Abstract PDF

    用0 .35μm、一层多晶、四层金属、3.3V的标准全数字CMOS工艺设计了一个全集成的2 .5 GHz L C VCO,电路采用全差分互补负跨导结构以降低电路功耗和减少器件1/ f噪声的影响.为了减少高频噪声的影响,采用了在片L C滤波技术.可变电容采用增强型MOS可变电容,取得了2 3%的频率调节范围.采用单个16边形的对称片上螺旋电感,并在电感下加接地屏蔽层,从而减少芯片面积,优化Q值.取得了在离中心频率1MHz处- 118d Bc/ Hz的相位噪声性能.电源电压为3.3V时的功耗为4 m A.

  • 对数跳跃加法器的静态CMOS实现(英文)

    贾嵩, 刘飞, 刘凌, 陈中建, 吉利久

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1159

    Abstract PDF

    介绍了一种32位对数跳跃加法器结构.该结构采用EL M超前进位加法器代替进位跳跃结构中的组内串行加法器,同EL M相比节约了30 %的硬件开销.面向该算法,重点对关键单元进行了晶体管级的电路设计.其中的进位结合结构利用L ing算法,采用支路线或电路结构对伪进位产生逻辑进行优化;求和逻辑的设计利用传输管结构,用一级逻辑门实现“与-异或”功能;1.0 μm CMOS工艺实现的32位对数跳跃加法器面积为0 .6 2 mm2 ,采用1μm和0 .2 5 μm工艺参数的关键路径延迟分别为6 ns和0 .8ns,在10 0 MHz下功耗分别为2 3和5 .2 m W.

  • 晶体硅中的铁沉淀规律

    席珍强, 杨德仁, 陈君, 王晓泉, 汪雷, 阙端麟, H J Moeller

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1166

    Abstract PDF

    研究了在直拉单晶硅和铸造多晶硅中经110 0℃热处理快冷或慢冷条件下所形成的铁沉淀规律及其对少数载流子扩散长度的影响.红外扫描仪照片显示在直拉单晶硅中慢冷却形成的铁沉淀密度较低,而且其尺寸较大;在铸造多晶硅中,铁易在晶界上沉淀,沉淀规律也依赖于冷却速度.表面光电压仪测试结果表明:无论在直拉单晶硅材料中还是在铸造多晶硅材料中,快冷形成的铁沉淀对少数载流子扩散长度影响更大.实验结果可以用铁沉淀生成的热力学和动力学规律解释

  • 额外HCl和氮化对HVPE GaN生长的影响

    修向前, 张荣, 李杰, 卢佃清, 毕朝霞, 叶宇达, 俞慧强, 郑有炓

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1171

    Abstract PDF

    在氢化物气相外延(HVPE)生长Ga N过程中,发现了一种在成核阶段向生长区添加额外HCl来改善Ga N外延薄膜质量的方法,并且讨论了额外HCl和氮化对Ga N形貌和质量的影响.两种方法都可以大幅度地改善Ga N的晶体质量和性质,但机理不同.氮化是通过在衬底表面形成Al N小岛,促进了衬底表面的成核和薄膜的融合;而添加额外HCl则被认为是通过改变生长表面的过饱和度引起快速成核从而促进薄膜的生长而改善晶体质量和性质的

  • 晶片键合界面应力分布的理论分析

    周震, 孔熹峻, 黄永清, 任晓敏

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1176

    Abstract PDF

    根据双金属带的热应力分布理论,推导了晶片键合以及薄膜键合的界面应力分布公式.对影响晶片键合的剪切应力、正应力以及剥离应力的分布特性进行了讨论

  • Al/SRO/Si结构中横向电压作用下的电荷俘获效应

    于振瑞, 杜金会, 张加友, 李长安, Aceves M

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1180

    Abstract PDF

    利用Al/ SRO/ Si MOS,对富硅二氧化硅(SRO)材料在横向电压作用下的电荷俘获效应进行了研究.用L PCVD法在n型Si衬底上沉积SRO材料,通过C- V测量研究其电荷俘获性质.发现对于n型Si衬底,在横向电压作用下,SRO层能够俘获正电荷,电荷俘获效应与SRO层的性质有关.基于电位在器件内部的分布及诱导pn结的形成,提出了一个简单的物理模型来解释所得到的实验结果

  • 两端固支多层梁吸合电压的解析模型

    戎华, 黄庆安, 聂萌, 李伟华

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1185

    Abstract PDF

    运用能量法分析了两端固支多层梁在静电作用下的弯曲情况及发生吸合现象时,梁中央的归一化位移β和对应的吸合电压VPI,得到了β和VPI的解析表达式.用Coventor软件中的Co Solve EM模块进行了模拟,结果表明该解析模型具有较高的精度

  • 悬臂式RF MEMS开关的设计与研制

    郭方敏, 赖宗声, 朱自强, 贾铭, 初建朋, 范忠, 朱荣锦, 戈肖鸿, 杨根庆, 陆卫

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1190

    Abstract PDF

    介绍了一种制作在低阻硅(3~8Ω·cm)上的悬臂式RF MEMS开关.在Cr/ Au CPW共面波导上,金/Si Ox Ny/金三明治结构或电镀金作为悬置可动臂,静电受激作为开关机理.当开关处于“关断”态,其隔离度小于- 35 d B(2 0~4 0 GHz) ;阈值电压为13V ;开关处于“开通”态,插入损耗为4~7d B(1~10 GHz) ,反射损耗为- 15 d B.另外,还分析了开关的悬臂梁弯曲度与驱动电压的关系,并应用ANSYS软件对开关进行了电学、力学及耦合特性的计算机模拟

  • 具有倾斜下电极的扭臂驱动结构的设计与制作

    董玮, 阮圣平, 张歆东, 刘彩霞, 贾翠萍, 潘建旋, 张龙, 孙东明, 纪平, 陈维友

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1196

    Abstract PDF

    分析了扭臂驱动结构的上电极端部位移与外加电压之间的关系,提出了一种具有倾斜下电极的驱动结构,并通过倾斜一定角度的(111)硅片的各向异性腐蚀制作了倾斜下电极.理论分析和实验结果表明,倾斜下电极的pull-in电压几乎比平面下电极的pull- in电压降低一半.

  • 用于调制频率合成器的5bit 4阶误差反馈ΔΣ调制器设计

    张海清, 李文宏, 林蔚然, 曾晓洋, 章倩苓

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1200

    Abstract PDF

    针对频率合成器的高速数据调制应用,采用误差反馈结构,设计了一个用于直接ΔΣ调制频率合成器的5 bit4阶ΔΣ调制器.该结构能简化多bit量化器的设计,不会对调制输入信号产生采样延迟.通过在传递函数中引入两个极点,获得了比多环路级联结构更好的系统噪声性能.在电路实现上,采用CSD方法实现滤波器的系数相乘,并通过对系数共同项的优化,减少了系统的硬件消耗和功耗,取得了好的系统性能

  • GaAlAs/GaAs量子阱行波Mach-Zehnder光调制器电极传输线的微波响应

    周剑英, 李锡华, 周小平, 陈克坚, 赵旭, 王明华

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1206

    Abstract PDF

    研制了利用直线法设计的基于Ga As衬底上的Mach- Zehnder行波光调制器.波导层使用了场诱折射率改变量较大的非对称多量子阱结构,采用脊型波导,并湿法刻蚀出台面以消除波导区以外的载流子引起的损耗.调制器电极微波特性测试结果表明频率响应在2 .5~2 0 GHz没有明显的起伏,但在低频段响应下降很快,另外微波损耗较大,讨论了其原因和改进方法.

  • 基于制作离散性对策的高性能CMOS DAC

    于雪峰, 石寅

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1211

    Abstract PDF

    基于CMOS器件的离散性机理及误差消除对策,研究了高速、高精度嵌入式CMOS数/模转换器(DAC) IP核的设计与实现.采用行、列独立译码的二次中心对称电流源矩阵结构,优化了电流源开关电路结构与开关次序;利用Cadence的Skill语言独立开发电流源矩阵的版图排序和布线方法.在0 .6 μm N阱CMOS工艺平台下,12 - bitDAC的微分线性误差和积分线性误差分别为1L SB和1.5 L SB,在采样率为15 0 MHz、工作电源为3.3V时的平均功耗为14 0 m W.流片一次成功,主要性能指标满足设计要求

  • 基于斜极化法的电光聚合物光波导偏振转换器

    杨建义, 江晓清, 王明华, Ray T Chen

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1217

    Abstract PDF

    采用斜极化法研制了电光聚合物光波导偏振转换器,分析并设计了器件的4 5°斜角电极化结构,并基于DR1/PMMA电光聚合物材料,对器件进行了制作.所研制的偏振转换器,由TE模到TM模和由TM模到TE模的偏振模转换效率分别约为93.6 %和95 .1% ,偏振转换周期电压约为380 V.并讨论了器件性能进一步提高的可能性与方法

  • 适用于阵列波导光栅制作的厚SiO_2陡直刻蚀技术

    魏珂, 刘训春, 曹振亚, 王润梅, 罗明雄, 牛立华

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1222

    Abstract PDF

    采用ICP- 98型高密度等离子体刻蚀机进行了厚Si O2 陡直刻蚀技术的研究,利用双层掩膜技术解决了“微掩膜现象”问题,刻蚀获得12 .4 μm的陡直Si O2 光波导剖面,并将这一刻蚀技术用于阵列波导光栅的制作中.

  • 用于综合PWM芯片的并行遗传算法

    陈黎, 杨华中, 汪蕙

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(11): 1226

    Abstract PDF

    提出了基于遗传算法的脉冲宽度调制(PWM)芯片的自动综合方法.为保证综合结果准确实用,对电路性能的评价基于HSPICE的仿真结果,提出的并行遗传算法采用了电路划分和参数关联技术,并运用互联网实现并行计算.综合实例表明了该方法的有效性

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