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Volume 25, Issue 2, Feb 2004

    CONTENTS

  • RF-MBE生长的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管特性(英文)

    王晓亮, 胡国新, 王军喜, 刘新宇, 刘键, 刘宏新, 孙殿照, 曾一平, 钱鹤, 李晋闽, 孔梅影, 林兰英

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 121

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    用射频分子束外延技术研制出了室温迁移率为10 35 cm2 /(V·s) ,二维电子气浓度为1.0×10 1 3cm- 2 ,77K迁移率为2 6 5 3cm2 /(V·s) ,二维电子气浓度为9.6×10 1 2 cm- 2 的Al Ga N/Ga N高电子迁移率晶体管材料.用此材料研制的器件(栅长为1μm,栅宽为80μm,源-漏间距为4μm )的室温非本征跨导为186 m S/m m,最大漏极饱和电流密度为92 5 m A/m m,特征频率为18.8GHz.

  • 平面型埋栅结构的静电感应晶体管(英文)

    王永顺, 李思渊, 胡冬青

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 126

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    在表面栅和埋栅结构的基础上,提出了一种制造静电感应晶体管的新型结构,平面型埋栅结构.用普通的平面工艺实现了具有高击穿电压的埋栅结构,避免了工艺难度较大的二次外延和台面腐蚀工艺.实验结果表明该结构可用于制造各种功率静电感应器件,其优点是具有高的击穿电压和高的阻断增益,并讨论了平面型埋栅结构的主要特点和制造工艺.

  • 单片集成光电探测器与接收机的协同设计(英文)

    高鹏, 陈弘达, 毛陆虹, 贾九春, 陈永权, 孙增辉

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 133

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    建立了光电探测器的行为模型.此模型描述了注入光功率与光生电流的关系,以及反偏电压对光生电流与结电容的影响.给出了在统一的SPICE设计环境中对光电子器件与电路协同设计的方法,并对光电探测器与CMOS接收机电路进行了设计.

  • 基于共振隧穿二极管的TSRAM设计(英文)

    程玥, 潘立阳, 许军

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 138

    Abstract PDF

    介绍了基于共振隧穿二极管的隧穿静态随机存储器的单元结构和原理.讨论了n MOS,p MOS和CMOS作为单元里的选中管的特点,综合考虑面积和功耗后,发现n MOS是选中管的最佳选择.设计了基于RTD的TSRAM系统结构.模拟显示了这种新型存储器具有高集成度、高速和低功耗的优势.

  • 光控单稳-双稳转换逻辑单元(英文)

    梁惠来, 郭维廉, 张世林, 牛萍娟, 钟鸣, 齐海涛

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 143

    Abstract PDF

    用光电晶体管替换HEMT作为输入端,结合RTD可以构成新的光控逻辑单元,它具有光电流开关和自锁功能,该功能在实验及电路模拟中得到证实.在此基础上,若以异质结光电管(HPT)和RTD集成,可以设计和制作诸如D型触发器等不同功能的光控逻辑电路单元.

  • 用离子注入GaAs晶片实现闪光灯泵浦Nd:YAG激光器中的被动调Q(英文)

    王勇刚, 李朝阳, 马骁宇, 张志刚

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 148

    Abstract PDF

    对半绝缘Ga As晶片进行As+ 注入,注入能量为4 0 0 ke V ,剂量为10 1 6 cm- 2 .用这种注入条件下的Ga As晶片作为吸收体和输出镜,在被动调Q闪光灯泵浦的Nd∶YAG激光器上获得了6 2 ns的单脉冲宽度.这是迄今为止国内最好的报道结果.

  • 在V_g=V_d/2应力模式下2 5nm氧化层pMOSFETs的新寿命预测模型(英文)

    胡靖, 赵要, 许铭真, 谭长华

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 152

    Abstract PDF

    研究了2 .5 nm超薄栅短沟p MOSFETs在Vg=Vd/ 2应力模式下的热载流子退化机制及寿命预测模型.栅电流由四部分组成:直接隧穿电流、沟道热空穴、一次碰撞电离产生的电子注入、二次碰撞电离产生的空穴注入.器件退化主要是由一次碰撞产生的电子和二次碰撞产生的空穴复合引起.假设器件寿命反比于能够越过Si- Si O2 界面势垒的二次碰撞产生的二次空穴数目,在此基础上提出了一个新的模型并在实验中得到验证.

  • 优化时延与拥挤度的增量式布局算法(英文)

    李卓远, 吴为民, 洪先龙

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 158

    Abstract PDF

    提出了一种优化时延的增量式布局算法,该算法根据时延分析的结果在迭代求解的过程中动态调整线网权值.在此基础上,提出了三种同时优化时延和拥挤度的多目标优化的布局算法,在满足时延和拥挤度约束的前提下对关键路径上的单元进行位置调整.实验结果表明该算法能够有效地提高芯片速度并降低走线拥挤.对于优化线长得到的布局方案,最长路径上的时延值在增量式布局之后能够降低10 % .

  • 直流放电辅助脉冲激光沉积Si基GaN薄膜的结构特征

    童杏林, 郑启光, 胡兵, 秦应雄, 席再军, 于本海

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 165

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    采用直流放电辅助脉冲激光沉积技术,在Si(111)衬底上生长了Ga N薄膜.XRD、AFM、PL 和Hall测量的结果表明在2~2 0 Pa沉积气压范围内,提高沉积气压有利提高Ga N薄膜的结晶质量;在15 0~2 2 0 m J/ Pluse入射激光脉冲强度范围内,随着入射激光脉冲强度的提高,Ga N薄膜表面结构得到改善.研究发现,在70 0℃衬底温度、2 0 Pa的沉积气压和2 2 0 m J/ Pluse的入射激光脉冲强度的优化工艺条件下,所沉积生长的Ga N薄膜具有良好的结构质量和光电性能.

  • 基于InP/空气隙布拉格反射镜的长波长谐振腔光电探测器

    黄辉, 王兴妍, 王琦, 黄永清, 任晓敏, 高俊华, 张胜利, 刘宇, 祝宁华, 马骁宇, 杨晓红, 吴荣汉

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 170

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    报道了一种长波长的In P基谐振腔(RCE)光电探测器.采用选择性湿法刻蚀,制备出基于In P/空气隙的分布布拉格反射镜,并将该结构的反射镜引入RCE光电探测器.制备的器件在波长1.5 10 μm处获得了约5 9%的峰值量子效率,以及8GHz的3d B响应带宽,其中器件的台面面积为5 0 μm×5 0 μm.

  • 一种新型CMOS兼容湿度传感器

    顾磊, 黄庆安, 秦明, 张中平, 严先蔚

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 174

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    给出了与CMOS工艺兼容的一种新型梳齿状湿度传感器的结构、工艺流程及其测试结果.利用Coventor软件对这种新型结构进行了理论分析,对制备出的湿度传感器的性能如灵敏度、滞回特性、重复性、响应时间等进行了测试并讨论.结果表明文中提出的CMOS湿度传感器工艺简单、响应时间快、成本低、灵敏度高,有望在实际中得到应用.

  • p沟道锗/硅异质纳米结构MOSFET存储器及其逻辑阵列

    杨红官, 施毅, 闾锦, 濮林, 沈波, 张荣, 郑有炓

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 179

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    采用巴丁(Bardeen)传输哈密顿方法,数值计算了p沟道锗/硅异质纳米结构存储器的时间特性.由于台阶状隧穿势垒和较高价带带边的作用,这种新型的存储器单元可以同时实现器件的快速编程和长久存储,具有优异的存储特性.以2×2逻辑阵列为例说明了这类存储器单元组成逻辑电路的设计原理.研究结果表明:这种器件可以作为在室温下工作的性能优异的非易失性存储器单元,有望在将来的超大规模集成电路中获得应用.

  • 梳状谐振器的大信号等效电路宏模型

    闻飞纳, 李伟华, 戎华

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 185

    Abstract PDF

    研究了梳状谐振器在大信号作用下的机电特性方程.采用SPICE中的多项式受控源,给出了其F - I类比的大信号等效电路,同时根据所得到的等效电路宏模型运用SPICE软件进行了系统级的模拟,并采用两种方法进行了验证.

  • 基于SOA光纤环镜的NRZ信号时钟分量的提取

    洪伟, 蔡飞碧, 黄德修

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 190

    Abstract PDF

    采用SOA(sem iconductor optical am plifier)光纤环镜将2 .5 Gbit/ s的NRZ(non- return- to- zero)信号转换为相应的PRZ(pseudo- return- to- zero)信号,实现了NRZ信号时钟分量的提取.并分析了SOA注入电流、环镜探测光光功率等系统参数的选取对转换输出的PRZ信号的光信噪比、消光比及环镜透过率的影响.

  • 低串扰平顶型刻蚀衍射光栅解复用器的设计

    宋军, 石志敏, 何赛灵

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 195

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    介绍了一种低串扰、频谱响应平坦化的刻蚀衍射光栅(EDG)解复用器的机理与设计方法,设计带有预整形输入的优化的多模干涉(MMI)结构.该设计采用了广角束传播方法(BPM)、基耳霍夫衍射理论以及模式传输理论等方法.给出一个优化的预整形渐变波导结构,以获得更陡的输出场边缘,使用MMI结构,获得了平坦的频谱响应,设计结构还获得了相对较低的色散值.

  • SiO_2/SiC界面对4H-SiC n-MOSFET反型沟道电子迁移率的影响

    徐静平, 吴海平, 黎沛涛, 韩弼

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 200

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    提出了一种基于器件物理的4 H- Si C n- MOSFET反型沟道电子迁移率模型.该模型包括了界面态、晶格、杂质以及表面粗糙等散射机制的影响,其中界面态散射机制考虑了载流子的屏蔽效应.利用此模型,研究了界面态、表面粗糙度等因素对迁移率的影响,模拟结果表明界面态和表面粗糙度是影响沟道电子迁移率的主要因素.其中,界面态密度决定了沟道电子迁移率的最大值,而表面粗糙散射则制约着高场下的电子迁移率.该模型能较好地应用于器件模拟.

  • 一种CMOS折叠结构ADC中的失调抵消技术

    李志刚, 石寅

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 206

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    CMOS折叠预放电路的失调是限制CMOS折叠结构A/ D转换器实现高分辨率应用的主要原因之一.文中提出差分对的动态匹配技术改善了折叠预放电路的失调,从而为研制CMOS工艺中的高分辨率折叠结构A/ D转换器提供了一种可行方案,并给出了MATL AB和电路仿真的实验结果.

  • 一种可适应复杂互连电容结构的边界元形体处理方法

    喻文健, 王泽毅, 王玉刚, 陆涛涛, 陈瑞明

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 214

    Abstract PDF

    针对当前集成电路中日益复杂的互连结构,提出了一种边界元电容提取中的形体处理方法,可适用于填充气隙、保形介质、多平面介质,以及任意复杂的寄生电容结构.在该处理方法中采用多叉树组织三维形体对象,并有效地生成区域边界表面的信息.数值实验表明,该方法拓宽了边界元电容提取处理复杂结构的能力,且具有较高效率.

  • 无测试图形薄层电阻测试仪及探针定位

    刘新福, 孙以材, 刘东升, 陈志永, 张艳辉, 王静

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 221

    Abstract PDF

    研制出检测U L SI芯片的薄层电阻测试仪,可用于测试无图形样片电阻率的均匀性,用斜置的方形四探针法,经显微镜、摄像头及通信口接入计算机,从计算机显示器观察,用程序及伺服电机控制平台和探针移动,使探针处于规定的位置,实现自动调整、测试;对测试系统中的探针游移造成的定位误差进行分析,推导出探针游移产生误差的计算公式,绘制了理论及实测误差分布图;测出无图形10 0 m m样品电阻率,并绘制成等值线Mapping图.

  • 多晶硅注氮制备4.6nm超薄栅介质

    谭静荣, 许晓燕, 黄如, 程行之, 张兴

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 227

    Abstract PDF

    为了改善深亚微米CMOS器件p+ - poly栅中硼扩散问题,通过选择合适的注氮能量和剂量,采用多晶硅栅注氮工艺,既降低了硼在多晶硅栅电极中的扩散系数,又在栅介质内引入浓度适宜的氮,有效地抑制了硼在栅介质内的扩散所引起的平带电压漂移,改善了Si/Si O2 界面质量,提高了栅介质和器件的可靠性,制备出了性能良好的4 .6 nm超薄栅介质.

  • 有限元方法对SCSP粘结剂溢出问题的研究

    金玮, 桑文斌, 张奇, 滕建勇

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 232

    Abstract PDF

    利用有限元分析方法对SCSP器件内部粘结剂的溢出问题进行了研究.对粘结剂不同溢出高度的模型进行有限元建模分析,模拟结果能很好地和实验结果相吻合.为了有效减少由热应力引发产生的分层,模拟得到了粘结剂溢出高度的最佳控制范围.

  • 加强调控力度,促进学科均衡发展——国家自然科学基金2003年半导体科学领域申请项目概况分析

    何杰

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(2): 237

    Abstract PDF

    半导体科学经过几十年的迅猛发展,在基础研究和应用研究方面都取得了丰硕的成果.近年来在相关的基金申请项目中,涉及与其他学科相互交叉渗透的项目逐年增多,有关新材料、新器件的探索层出不穷.但各学科分支的发展极不平衡,今后几年将会逐步加强调控力度,促进学科均衡发展.文中简述了2 0 0 3年半导体领域基金申请与资助概况,分析近期动态及学科对策,并附2 0 0 3年半导体学科领域资助的面上项目清单,供有关科技工作者参考.

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