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Volume 25, Issue 8, Aug 2004

    CONTENTS

  • 重氮掺杂GaP中NN_3束缚激子与声子的耦合(英文)

    高玉琳, 吕毅军, 郑健生, 张勇, A Mascarenhas, 辛火平, 杜武青

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 889

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    通过光致发光谱研究了在1 9~4 8K范围内掺氮浓度为0 .1 2 %时的Ga PN的NN3束缚激子与声子的耦合.直接计算了NN3束缚激子的L O,TO和TA声子伴线的黄昆因子S,除了L O声子外,得到了TO和TA声子伴线的S因子在该温度范围内对温度的依赖关系.计算表明,NN3的L O,TO和TA声子的S因子均与温度无关,说明NN3的L O,TO和TA声子伴线与它们的零声子线具有相同的温度依赖关系,符合黄昆的多声子光跃迁理论

  • 使用低能离子注入导致的量子阱混杂方法制作可集成的分布式Bragg反射激光器(英文)

    张靖, 陆羽, 赵玲娟, 周帆, 王宝军, 王鲁峰, 王圩

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 894

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    采用量子阱混杂的方法制作了可集成的分布式Bragg反射激光器.通过同时控制相位区和光栅区的注入电流,该激光器的波长可以准连续地调谐4 .6 nm .在整个调谐范围内,除了少数几个模式跳变点以外,激光器的单模特性保持良好,边模抑制比均达到了30 d B以上

  • 宽带偏振不灵敏张应变InGaAs半导体放大器光开关(英文)

    王书荣, 刘志宏, 王圩, 朱洪亮, 张瑞英, 丁颖, 赵玲娟, 周帆, 王鲁峰

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 898

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    研制了一种张应变准体In Ga As半导体放大器光开关.该结构具有显著的带填充效应,从而导致在80 m A的注入电流下,器件的3d B光带宽大于85 nm(1 5 2 0~1 6 0 9nm ) .该带宽几乎同时全部覆盖了C带(1 5 2 5~1 5 6 5 nm )和L带(1 5 70~1 6 1 0 nm ) .最为重要的是,在3d B光带范围内,光开关的偏振灵敏度小于0 .7d B;光纤到光纤无损工作电流在70~90 m A之间;消光比大于5 0 d B.通过降低了载流子寿命,开关速度有所提高.在未来密集波分复用通信系统中,这种宽带偏振不灵敏半导体放大器光开关很有实用前景

  • 一种低功耗、宽变增益范围、极小噪声恶化的 1 45GHz LNA(英文)

    林敏, 王海永, 李永明, 陈弘毅

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 903

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    给出了一种新型的低噪声放大器的变增益方案.与传统的噪声恶化很严重的低噪声放大器变增益方案相比,该方案以3d B为步长,可以得到2 5 d B的变增益范围,并且在低增益时的噪声恶化只有0 .3~0 .5 d B.此外,这种变增益方案与传统方案相比,还有不需要额外功耗的优点

  • 低偏置电压工作的自对准InGaP/GaAs功率异质结双极晶体管(英文)

    郑丽萍, 孙海锋, 狄浩成, 樊宇伟, 王素琴, 刘新宇, 吴德馨

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 908

    Abstract PDF

    介绍L 波段、低偏置电压下工作的自对准In Ga P/ Ga As功率异质结双极晶体管的研制.在晶体管制作过程中采用了发射极-基极金属自对准、空气桥以及减薄等工艺改善其功率特性.功率测试结果显示:当器件工作在AB类,工作频率为2 GHz,集电极偏置电压仅为3V时,尺寸为2×(3μm×1 5 μm)×1 2的功率管获得了最大输出功率为2 3d Bm,最大功率附加效率为4 5 % ,线性增益为1 0 d B的良好性能

  • 有双包层结构的楔变脊型光斑转换器的设计(英文)

    杨笛, 夏金松, 余金中, 陈少武, 刘忠立

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 913

    Abstract PDF

    为了提高硅基上单模波导器件与单模光纤的耦合效率和工艺容差,设计了一种实用新型光斑转换器,它由水平和垂直双向楔变的波导芯区和双内包层构成.分析了内包层折射率与其厚度对耦合效率的影响,发现通过优化内包层的参数可以加强对扩展光场的限制.针对在硅基上制作垂直楔变结构的波导还很困难的情况,提出了一种低成本、简单可行的制作方法

  • 采用三相电源的互补传输管绝热逻辑电路(英文)

    胡建平, 邬杨波, 张卫强

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 918

    Abstract PDF

    提出了一种由三相电源驱动的新绝热逻辑电路——complementary pass- transistor adiabatic logic (CPAL ) .电路由CPL电路完成相应的逻辑运算,由互补传输门对输出负载进行绝热驱动,电路的整体功耗较小.指出选取合适的输出驱动管的器件尺寸可进一步减小CPAL电路的总能耗.设计了仅由一个电感和简单控制电路组成的三相功率时钟产生电路.为了验证提出的CPAL电路和时钟产生电路,设计了8bit全加器进行模拟试验.采用MO-SIS的0 .2 5μm CMOS工艺,在5 0~2 0 0 MHz频率范围内,CPAL全加器的功耗仅为PFAL电路和2 N - 2 N2 P电路的5 0 %和35 % .

  • 基于单元规则度信息的提取和实现的Data-Path布局算法(英文)

    杨长旗, 洪先龙, 蔡懿慈, 经彤, 吴为民

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 925

    Abstract PDF

    提出了一种有效的Data- Path布局算法DPP,该算法基于一个新的“不规则度”概念来评价电路单元之间连接关系的规则性信息,并根据这些规则性信息提取规则化的单元形成规则矩阵;然后算法把规则矩阵转化为二次布局的约束条件进行最终的布局.与Cadence公司布图工具SE的对比实验表明,DPP是一种有效地针对Data- Path子电路的布局算法,它在时延平衡方面可以得到非常满意的结果

  • 半导体量子点中强耦合磁极化子的性质

    王立国, 肖景林, 李树深

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 937

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    采用线形组合算符和么正变换研究了磁场对半导体量子点中强耦合磁极化子基态的影响.结果表明,磁极化子束缚能、磁极化子振动频率随有效束缚强度增大而减小,随电子-体纵光学声子耦合强度增大而增大,随磁场强度增大而增大,即均由于半导体量子点的受限和磁场的增大而使量子点的极化加强,因此半导体量子点的极化是不容忽略的

  • 硅光单体电源铝背场吸杂对非平衡少子寿命的影响

    任丙彦, 左燕, 霍秀敏, 励旭东, 王文静, 许颖, 赵玉文, 朱惠民, 傅洪波

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 942

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    采用1 0 0 m m厚度4 0 0 μm、电阻率为0 .8~2 Ω·cm的p(1 0 0 ) CZ硅片制作硅光单体电源,并对RTP和铝背场烧结工艺进行了研究.实验发现:快速热退火工艺对硅片少子寿命产生一定影响.铝背场烧结和适当的快速热处理促成了硅片界面晶格应力对重金属杂质的吸附作用,并减少了载流子的复合中心,从而提高了光生载流子的扩散长度,提高了非平衡少子寿命

  • Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延薄膜的X射线衍射

    魏彦锋, 王庆学, 陈新强, 杨建荣, 何力

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 946

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    采用高分辨X射线衍射的方法,研究了Hg1 - x Cdx Te液相外延材料的X射线衍射摇摆曲线和晶格常数随外延层厚度的变化关系.实验观察到了组分互扩散效应对摇摆曲线和材料晶格常数的影响.衬底与外延层之间的互扩散区约为2~3μm,在此区域,摇摆曲线半峰宽变窄,表明从衬底扩散来的Zn元素降低了界面处的位错密度.通过测量晶格常数随厚度的变化,得到了Cd组分的纵向分布,表面组分低,越靠近衬底组分越高,组分分布呈非线性变化,符合指数衰减关系

  • 氮对直拉硅片中氧沉淀分布的影响

    崔灿, 杨德仁, 马向阳, 余学功, 李立本, 阙端麟

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 951

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    研究了氮在退火过程中对直拉硅片中的氧沉淀分布的影响.实验结果表明,三步退火后在掺氮硅片截面形成特殊的M形的氧沉淀密度分布,即表面形成没有氧沉淀的洁净区(DZ) ,体内靠近DZ区域形成高密度、小尺寸的氧沉淀,而在硅片的中心处形成低密度、大尺寸的氧沉淀.分析认为,由于在第一步高温退火过程中氮在硅片表面外扩散,同时在硅片体内促进氧沉淀,改变了间隙氧的分布,从而导致在随后的热处理过程中氧沉淀的特殊分布行为

  • InP基片在连续波CO_2激光局域加热时的温度上升特性

    吴云峰, 叶玉堂, 吴泽明, 杨先明, 秦宇伟

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 956

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    用聚焦连续波CO2 激光束对n型In P基片进行局域加热,并利用专用的温度测量系统对In P基片曝光区的温度分布及温度随时间的变化进行了测量.结果表明,在基片初始温度为室温时,难以得到满足加工所要求的温度上升.增大曝光区面积和对基片预热可以使温度上升的幅度达到要求,但温度的稳定性较差.采用研制的温度控制系统,可方便地得到满足激光微细加工要求的稳定温度上升

  • 氮掺杂SiC厚膜的制备及其热电特性

    王新华

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 961

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    以Si C超细粉为原料,采用热等离子体PVD(TPPVD)法快速制备了Si C膜,最大沉积速度达到1 38nm /s.为了降低Si C膜的电阻率,提高其热电性能,采用向等离子体中通入N2 的方法对Si C膜进行了掺杂.用扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子谱对薄膜的形貌和结构进行了观察和分析.实验测定了Si C膜掺杂前后的热电性能并与Si C烧结体的结果进行比较.实验结果表明:向等离子体中导入N2 是对Si C膜进行掺杂的有效方法,但同时也显著影响Si C膜的形貌、成分和沉积速度.未进行氮掺杂和经过氮掺杂后的Si C薄膜的(S2 /ρ)值在973K时分别达到1 6 0 μW/(m·K2 )和1 0 0 0

  • 低能离子束方法制备重掺杂Fe的Si∶Fe固溶体

    刘力锋, 陈诺夫, 张富强, 陈晨龙, 李艳丽, 杨少延, 刘志凯

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 967

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    利用质量分离的低能离子束方法,以离子能量为1 0 0 0 e V,剂量为3×1 0 1 7cm- 2 ,室温下往p型Si(1 1 1 )单晶衬底注入Fe离子,注入的样品在4 0 0℃真空下进行热处理.俄歇电子能谱法(AES)对原位注入样品深度分析表明Fe离子浅注入到p型Si单晶衬底,注入深度约为4 2 nm.X射线衍射法(XRD)对热处理样品结构分析发现只有Si衬底的衍射峰,没有其他新相.X射线光电子能谱法(XPS)对热处理样品表面分析发现Fe2 p束缚能对应于单质Fe的峰,没有形成Fe的硅化物.这些结果表明重掺杂Fe的Si∶Fe固溶体被制备.电化学C- V法测量了热处理后样品载流子浓度随深度的分布,发现Fe重

  • 离子束淀积方法制备GdSi_2薄膜

    李艳丽, 陈诺夫, 周剑平, 宋书林, 杨少延, 刘志凯

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 972

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    采用离子束淀积方法制备了单相Gd Si2 薄膜.用俄歇电子谱仪对样品的成分进行了分析,用X射线衍射方法分析了样品的结构,并用扫描电子显微镜观察了样品的表面形貌.X射线衍射分析发现在4 0 0℃沉积的样品中仅存在正交的Gd Si2 相.样品在氩气氛中35 0℃,30 m in退火处理后,Gd Si2 相衍射峰的半高宽变窄,说明经过退火处理,Gd Si2 的晶体质量变得更好

  • 低电阻率硼硫共掺杂金刚石薄膜的制备

    胡晓君, 李荣斌, 沈荷生, 戴永兵, 何贤昶

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 976

    Abstract PDF

    利用微波气相沉积方法制备了低电阻率的n型硫掺杂和硼硫共掺杂金刚石薄膜.质子激发X射线荧光测试表明硼硫共掺杂方法能够提高硫在金刚石中的溶解度;扫描电镜和Raman光谱的分析结果表明掺杂金刚石薄膜的晶粒较完整,薄膜中存在较多的非金刚石碳相.Hall效应测试表明薄膜的导电类型为n型,电阻率为0 .0 2 4 6 Ω·cm,载流子浓度为2 .4 0×1 0 1 7cm- 3,Hall迁移率为1 0 3cm2 / (V·s) ;较低的电阻率是薄膜中存在sp2键和掺入的硫杂质等多种因素作用的结果

  • 微波等离子体退火制备CoSi_2薄膜

    欧阳斯可, 汪涛, 戴永兵, 吴建生, 何贤昶, 沈荷生

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 981

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    采用微波等离子体退火方法使溅射的金属钴薄膜与(1 0 0 )硅衬底发生固相反应直接生成Co Si2 ,证明了采用微波等离子体退火制备低阻硅化钴的可行性.通过X射线衍射图谱发现,当退火时间相同时,在6 1 0℃时先形成Co Si2 (1 1 1 )织构,75 0℃时(1 0 0 )取向的Co Si2 生长显著.此外,在微波作用下,无需先形成富Co的Co2 Si和Co Si,就能直接得到稳态的Co Si2 ,不同于常规的热处理.分析认为这是因为微波可以促进固相反应中Co原子的扩散,有利于Co Si2 形核生长

  • 三端双向负阻晶体管的模拟与实验

    莫太山, 张世林, 郭维廉, 梁惠来, 毛陆虹, 郑云光

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 986

    Abstract PDF

    对双向负阻晶体管(BNRT)的三端特性进行了研究.根据器件模拟得到了器件内部电势和电场分布,解释了S型负阻特性产生机理.分别从模拟和实验得到了输出负阻曲线随控制极电压变化的情况,结果表明,随控制电压的增大,转折电压、转折电流和维持电压均增大.模拟结果和实验结果一致.BNRT的三端化实现,克服了两端应用的诸多缺点,大大增加了它在高速脉冲电路中的应用灵活性

  • 减小发射极宽度提高InGaP/GaAs HBT的性能

    石瑞英, 孙海峰, 刘训春, 袁志鹏, 罗明雄, 汪宁

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 991

    Abstract PDF

    在发射极宽度为3μm和4 μm In Ga P/ Ga As HBT工艺的基础上,研究了发射极宽度为2 μm时发射极与基极之间的自对准工艺,用简单方法制备出了发射极宽度为2 μm的In Ga P/ Ga As HBT.发射极面积为2 μm×1 5 μm时器件的截止频率高达81 GHz,且集电极电流密度为7×1 0 4 A/ cm2 时仍没有出现明显的自热效应.它的高频和直流特性均比发射极宽度为3μm和4 μm In Ga P/ Ga As HBT的有了显著提高,并对器件性能提高的原因进行了分析

  • 有机聚合物热光器件热场的解析模型

    余辉, 江晓清, 杨建义, 李锡华, 王明华

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 995

    Abstract PDF

    根据傅里叶导热定律,采用分离变量的方法,导出有机聚合物热光器件热场分布的解析表达式,该解析计算结果同采用FD- BPM法计算机模拟结果进行比较,平均相对误差不超过4 % ,并运用光线法分析全内反射型热光开关的光束在热场中的传输规律,利用该解析表达式来分析热光器件具有物理模型清晰的特点

  • 表面态型半导体可饱和吸收镜实现Yb∶YAG激光器被动锁模

    王勇刚, 马骁宇, 居桂方, 张志刚

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 1000

    Abstract PDF

    制作了一种新型的半导体可饱和吸收镜:表面态型半导体可饱和吸收镜.用表面态型半导体可饱和吸收镜作为被动锁模吸收体,实现了半导体端面泵浦Yb∶YAG激光器被动连续锁模.在泵浦功率为1 0 W时,获得了连续锁模脉冲序列,重复频率2 0 0 MHz,锁模脉冲平均输出功率为70 m W.在未加任何色散补偿的情况下,脉冲宽度为4 .35 ps

  • GaN基蓝光激光器光场特性模拟

    叶晓军, 朱晓鹏, 徐云, 孙永伟, 侯识华, 种明, 陈良惠

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 1004

    Abstract PDF

    采用有限差分法对Ga N基多量子阱(MQWs)脊形激光器进行二维光场模拟.In Ga N和Al Ga N材料的折射率分别由修正的Brunner以及Bergm ann方法得到.分析了激光器单模特性和远场发散角同器件的脊形刻蚀深度和脊形条宽的关系.研究了在脊形上用Si/ Si O2 膜取代传统Si O2 介质膜这种新的脊形设计对激光器结构参数的影响.模拟结果发现,脊形条宽越窄,脊形刻蚀深度越深,平行结平面方向的发散角越大,但由此会引起单模特性不稳定,两者之间有一个折衷值.通过引入新的脊形设计,可以降低对器件刻蚀深度精度的要求,同时有很好的单模稳定性

  • 恒电流应力引起HfO_2栅介质薄膜的击穿特性

    韩德栋, 康晋锋, 王成钢, 刘晓彦, 韩汝琦, 王玮

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 1009

    Abstract PDF

    利用磁控溅射的方法在p- Si上制备了高k(高介电常数)栅介质Hf O2薄膜的MOS电容,对薄栅氧化层电容的软击穿和硬击穿特性进行了实验研究.利用在栅极加恒电流应力的方法研究了不同面积Hf O2 薄栅介质的击穿特性以及击穿对栅介质的I- V特性和C- V特性的影响.实验结果表明薄栅介质的击穿过程中有很明显的软击穿现象发生,与栅氧化层面积有很大的关系,面积大的电容比较容易发生击穿.分析比较了软击穿和硬击穿的区别,并利用统计分析模型对薄栅介质的击穿机理进行了解释

  • 基于混沌的高速真随机数发生器的设计与实现

    俞俊, 沈海斌, 严晓浪

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 1013

    Abstract PDF

    选取分段线性的混沌表达式来设计真随机数发生器,具体分析了表达式中参数对迭代产生的序列的影响,并给出了最佳的参数选择范围.真随机数发生器由模拟电路实现,整个电路由八级结构相同的子电路和一级抗饱和电路构成.每级子电路都由运算电路和采样/保持电路两部分组成,同时,分析了它们的工作过程和仿真结果.介绍了如何在开关电容电路中消除电荷注入对电路的影响.所设计的真随机数发生器芯片采用TSMC的0 .2 5 μm,mixed signal的工艺进行流片,芯片面积为2 .34m m2 ,并完成了对芯片的测试工作

  • 0.18μm CMOS工艺3.125Gb/s发送器的设计

    叶菁华, 郭淦, 黄林, 陈一辉, 洪志良

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 1019

    Abstract PDF

    介绍了一种采用深亚微米CMOS工艺实现单片集成发送器的设计.它适用于IEEE 80 2 .3ae多通道1 0 Gbps以太网接口(Ethernet) .发送器主要由时钟发生器、多路选择器、占空比调整电路和片内阻抗匹配的线驱动器组成.为了提高传输速率发送器采用多相时钟结构,并且针对该种结构对发送器的功耗进行了系统优化.文中设计的电路采用0 .1 8μm工艺仿真,总体功耗为95 m W,线驱动器差分输出幅度为1 6 0 0 m V ,发送器的系统抖动为5 0 ps

  • 具有反馈结构的PAL-2NF电路

    谢小平, 阮晓声

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 1024

    Abstract PDF

    在分析PAL - 2 N电路缺陷产生原因的基础上,提出了一种低功耗,具有反馈结构的PAL - 2 NF电路,它采用逐级相位落后90°的四相正弦功率时钟.讨论了PAL - 2 NF电路的设计方法,并在不同时钟频率下用1 .2μm的CMOS工艺参数对所设计的电路进行PSPICE模拟,电路能完成正确的逻辑功能.五级级联的PAL - 2 NF反相器/缓冲器电路在功率时钟频率1 0 MHz时都比相应的PAL - 2 N电路节省93%以上的功耗,在4 0 0 MHz时功耗节省也可达4 0 % .由于几乎完全消除了输出端的悬空现象和逻辑0的“第三态”现象,PAL - 2 NF电路可以工作于更高的时钟频率和更低的输出波形畸变

  • 一种CMOS蓝牙无线发送器电路

    王方林, 衣晓峰, 崔福良, 李丹, 方晗, 洪志良

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 1030

    Abstract PDF

    实现了一种低中频架构的CMOS蓝牙无线发送器,提出一种漏极开路输出的功率放大器电路结构.采用0 .35 μm数字CMOS工艺制造.测试结果表明:该电路在3.3V电压下总静态电流为1 9m A;低频的二个DAC,二路低通滤波器和电压/电流转换电路均达到了设计指标;在实现功率控制的同时,完成射频信号的输出

  • 驱动复杂RLC互连树的逻辑门延时

    董刚, 杨银堂, 李跃进

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(8): 1036

    Abstract PDF

    提出了一个用于估计RL C互连树驱动点导纳的闭端等效π模型,并将其用于驱动复杂RL C互连树的逻辑门延时的估计中.与其他方法相比,它具有结构简单、精度较高的特点

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