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Volume 25, Issue 9, Sep 2004

    CONTENTS

  • 采用ECR-PEMOCVD方法进行立方和六方GaN单晶薄膜生长的准热力学模型和相图(英文)

    王三胜, 顾彪

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1041

    Abstract PDF

    基于热力学平衡理论,对在电子回旋共振等离子体增强金属有机化学气相沉积系统中的Ga N薄膜生长给出了一个化学平衡模型.计算表明,Ga N生长的驱动力Δp是以下生长条件的函数: 族输入分压,输入 / 比,生长温度.计算了六方和立方Ga N的生长相图,计算结果和我们的实验结果显示出一定的一致性.通过分析,解释了高温和高 / 比生长条件适合六方Ga N的原因.上述模型可以延伸到用于Ga N单晶薄膜生长的类似系统中.

  • 低能量He离子注入局域寿命控制LIGBT的实验研究(英文)

    方健, 唐新伟, 李肇基, 张波

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1048

    Abstract PDF

    提出了一种采用低能量大剂量He离子注入局域寿命控制的高速L IGBT,并对其进行了实验研究.粒子辐照实验结果显示与常规的L IGBT相比较,该器件的关断时间和正向压降的折中关系得到了改善.同时研究了当局域寿命控制区位于p+ - n结附近,甚至在p+阳极内时,该器件的正向压降和关断时间.结果显示当局域寿命控制区在p+ 阳极内时,仍然对关断时间和正向压降有影响

  • CMOS双带低噪声放大器(英文)

    冯东, 石秉学

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1055

    Abstract PDF

    描述了基于CMOS工艺的双带低噪声放大器的设计,其目的是用单个低噪声放大器取代双带收发机(如符合IEEE 80 2 .11a和80 2 .11b/g标准的WL AN)中的两个单独的低噪声放大器.讨论了输入功率和噪声的双带同时匹配以及负载对增益的影响.芯片的加工工艺是0 .2 5μm CMOS混合及射频工艺.并总结和分析了芯片的测试结果

  • 部分耗尽0.25μmSOI射频nMOSFET(英文)

    李俊峰, 杨荣, 赵玉印, 柴淑敏, 刘明, 徐秋霞, 钱鹤

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1061

    Abstract PDF

    结合多项用于深亚微米集成电路的新技术,提出了用于数GHz射频集成电路的SOI n MOSFET器件结构和制造工艺.经过半导体工艺模拟软件Tsuprem4仿真和优化,给出了主要的工艺步骤和详细的工艺条件.制作了0 .2 5 μm SOI射频n MOSFET器件,结构和工艺参数同仿真结果一致,测试获得了优良的或可接受的直流及射频性能

  • 用于蓝牙收发机的低电压CMOS Gilbert混频器(英文)

    崔福良, 马德群, 黄林, 叶菁华, 郭淦, 洪志良

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1066

    Abstract PDF

    对已报道的Gilbert混频器工作在低电压时存在的问题进行了分析,在此基础上,描述了利用改进的低电压设计技术,用于2 .4 GHz蓝牙收发机的上混频器/下混频器的设计.利用适用于低电压工作的负反馈与电流镜技术提高上混频器的线性度;而通过采用折叠级联输出,增加了低电压时下混频器的设计自由度,从而降低了噪声,提高了转换增益.基于0 .35μm CMOS工艺技术,在2 V电源电压下,对电路进行了仿真.结果表明:上混频器消耗的电流为3m A,输入三阶截距点达到2 0 d Bm ,输出的信号幅度为87m V;下混频器消耗的电流为3.5 m A,得到的转换增益是2 0 d B,输入参考噪声电压是6

  • 一种新型的高精度神经元MOS源极跟随单元电路(英文)

    杨媛, 高勇, 余宁梅, 刘梦新

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1074

    Abstract PDF

    提出了一种新型的神经元MOS源极跟随电路结构,该电路即使在输入信号小于阈值电压的情况下也能够完成源极跟随的功能,因而具有较高的精度.仿真和实验结果表明它比传统的神经元MOS源极跟随电路具有更高的精度

  • 离子束刻蚀法制备大功率高效率650nm AlGaInP可见光激光器(英文)

    徐云, 曹青, 孙永伟, 叶晓军, 侯识华, 郭良, 陈良惠

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1079

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    用纯Ar离子束刻蚀方法制备出大功率高效率6 5 0 nm实折射率Al Ga In P压应变量子阱激光器.对偏角衬底,干法刻蚀可得到湿法腐蚀不能得到的高垂直度和对称台面.制备的激光器条宽腔长分别为4 μm和6 0 0 μm,前后端面镀膜条件为10 % / 90 % .室温下阈值电流的典型值为4 6 m A,输出功率为4 0 m W时仍可保持基横模.10 m W,4 0 m W时的斜率效率分别为1.4 W/ A和1.1W/ A.

  • 亚微米、深亚微米LDD MOSFET的衬底电流模型中特征长度改进的描述(英文)

    于春利, 杨林安, 郝跃

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1084

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    建立了衬底电流模型中特征长度参数的改进描述,该参数的引入使衬底电流模型能够有效地适用于从微米尺寸到亚微米、深亚微米尺寸的L DD MOSFET.在以双曲正切函数描述的I- V特性基础上,该解析模型的运算量远低于基于数值分析的物理模型,其中提取参数的运用也大大提高了模型的精度,模拟结果与实验数据有很好的一致性.

  • 3C-SiC/Si异质结二极管的高温特性(英文)

    张永兴, 孙国胜, 王雷, 赵万顺, 高欣, 曾一平, 李晋闽, 李思渊

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1091

    Abstract PDF

    研究了低压化学气相淀积方法制备的n- 3C- Si C/p- Si(10 0 )异质结二极管(HJD)在30 0~4 80 K高温下的电流密度-电压(J- V)特性.室温下HJD的正反向整流比(通常定义为±1V外加偏压下)最高可达1.8×10 4 ,在4 80 K时仍存在较小整流特性,整流比减小至3.1.在30 0 K温度下反向击穿电压最高可达2 2 0 V .电容-电压特性表明该Si C/Si异质结为突变结,内建电势Vbi为0 .75 V.采用了一个含多个参数的方程式对不同温度下异质结二极管的正向J-V实验曲线进行了很好的拟和与说明,并讨论了电流输运机制.该异质结构可用于制备高质量异质结器件,如宽带隙发射极Si C/Si HBT

  • 不同HALO掺杂剂量的超薄栅pMOSFET的退化(英文)

    赵要, 胡靖, 许铭真, 谭长华

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1097

    Abstract PDF

    研究了热载流子应力下栅厚为2 .1nm ,栅长为0 .135μm的p MOSFET中HAL O掺杂剂量与器件的退化机制和参数退化的关系.实验发现,器件的退化机制对HAL O掺杂剂量的改变不敏感,但是器件的线性漏电流、饱和漏电流、最大跨导的退化随着HAL O掺杂剂量的增加而增加.实验同时发现,器件参数的退化不仅与载流子迁移率的退化、漏串联电阻增大有关,而且与阈值电压的退化和应力前阈值电压有关.

  • 直拉硅单晶中位错的光致发光

    李东升, 杨德仁, S Pizzini

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1104

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    利用低温光致发光谱研究了直拉硅单晶中位错的光致发光.实验发现普通直拉硅单晶在晶体生长过程中引入的位错密度高于10 7cm- 2 时,位错的发光光谱出现了典型的位错D1~D4发光峰;而位错密度较低时,光谱中没有出现D1发光峰.而对于掺氮直拉硅单晶中的位错,其发光光谱在0 .75~0 .85 e V范围内均出现了与低位错密度普通直拉硅单晶相同的较宽的谱峰.而且当含氮直拉硅单晶中位错密度高于10 7cm- 2 时,在0 .75~0 .85 e V范围内则出现了明显的与原生氧沉淀相关的发光峰.可以认为硅单晶生长过程中引入的位错的发光特性是与位错生成过程中加速了氧沉淀的生成速度

  • Si基MOCVD生长AlN深陷阱中心研究

    邓咏桢, 郑有炓, 周春红, 孔月婵, 陈鹏, 叶建东, 顾书林, 沈波, 张荣, 江若琏, 韩平, 施毅

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1109

    Abstract PDF

    通过PL 谱和Raman谱对MOCVD生长Si基Al N的深陷阱中心进行了研究,发现三个深能级Et1 ,Et2 ,Et3,分别在Ev 上2 .6 1,3.10 ,2 .11e V.Et1 是由氧杂质和氮空位(或Al间隙原子)能级峰位靠近重合共同引起的,Et2 、Et3都是由于衬底Si原子扩散到Al N引起的.在Si浓度较低时,Si主要以取代Al原子的方式存在,产生深陷阱中心Et2 .Si浓度高于某个临界浓度时,部分Si原子以取代N原子位置的方式存在,形成深陷阱中心Et3.实验还表明,即使经高温长时间退火,Al N中Et1 和Et2 两个深陷阱中心也是稳定的

  • 掺杂对硅薄膜窗口材料生长的影响

    郭群超, 耿新华, 张建新, 刘国标

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1114

    Abstract PDF

    研究了掺杂剂对p型微晶硅窗口材料生长的影响.实验发现,与B(CH3) 3不同,B2 H6 作为微晶硅掺杂剂时,掺硼量对材料的晶化率和生长速率有重要影响.在线等离子体发射光谱分析表明:B2 H6 的掺入会使辉光光谱中Si H*等各种离子密度增强,而B(CH3) 3作掺杂剂时,随B(CH3) 3量的增加,Si H*峰值增加较少,而H2 *和H*的峰值会有较大幅度的提升

  • 空间高效硅太阳电池减反射膜设计与数值分析

    杨文华, 吴鼎祥, 李红波

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1118

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    结合AM0太阳光谱特性对空间硅太阳电池的减反射膜进行了设计分析,得到了最小反射时的最佳膜厚.分别讨论了单、双、三层减反射膜厚度变化对反射率的影响,并对有钝化层的Si O2 (94 nm) / Ti O2 (6 0 nm)双层减反射膜进行了优化设计,优化后硅太阳电池的短路电流和效率分别提高了2 .1%和1.4 % .

  • Si/SiGe-OI应变异质结构的高分辨电子显微分析

    马通达, 屠海令, 邵贝羚, 陈长春, 黄文韬

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1123

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    为了研究失配应变的弛豫机理,利用高分辨电子显微镜(HREM)对超高真空化学气相沉积(U HVCVD) Si/Si Ge- OI材料横截面的完整形貌和不同层及各层之间界面区的高分辨晶格像进行观察.发现此多层结构中存在6 0°位错和堆垛层错.结合Matthews和Blakeslee提出的临界厚度的模型和相关的研究结果对6 0°位错组态的形成和存在原因进行了分析.在具有帽层结构的Si1 - x Gex 应变层靠近基体一侧的界面中仅存在单一位错,验证了Gosling等人的理论预测结果

  • 掺In对反型AlGaAs/GaAs异质界面质量的改善及其应用

    尚勋忠, 王文冲, 郭丽伟, 吴曙东, 牛萍娟, 黄绮, 周均铭

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1128

    Abstract PDF

    研究了Al Ga As层掺1%的In对Al Ga As/Ga As量子阱光致发光谱的半峰宽的影响.2 5 K的光致发光结果表明,In作为表面活化剂能有效改善Al Ga As/Ga As异质界面的粗糙度.将此方法应用到反型Al Ga As/Ga As高电子迁移率晶体管(HEMT)材料结构中,Hall测量表明该方法能有效提高反型HEMT的电学性能

  • 4H-SiC功率MESFET的击穿特性

    吕红亮, 张义门, 张玉明, 杨林安

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1132

    Abstract PDF

    研究了4 H- Si C MESFET器件的电学击穿特性和热学稳定性.建立了金属半导体场效应晶体管器件二维数值模型,分析了雪崩碰撞离化效应、隧穿效应和热效应在器件击穿中的作用.综合考虑了栅极偏置、自热效应等因素对击穿的影响.采用准静态方法,求解瞬态偏微分方程组,分析了器件的耐热耐压性能和可靠性

  • Pt基埋栅势垒GaAs基增强型InAlAs/InGaAs改性高电子迁移率晶体管

    陈效建, 吴旭, 李拂晓, 焦刚

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1137

    Abstract PDF

    讨论了采用埋栅结构实现Ga As基改性高电子迁移率晶体管(MHEMT)增强型模式工作的有关问题,提出了增强型MHEMT的设计与实现方法.通过不同金属(Al,Pt,Ti) / In Al As Schottky势垒系统的实验比较研究,确定在增强型MHEMT工艺中采用具有最高势垒高度的Pt Schottky埋栅结构;并进行了以最佳“推栅”温度为重点的器件工艺的深入研究.在此基础上通过实验研制的原理性1.0 μm×10 0 μm Pt栅增强型MHEMT的特性获得了夹断电压为+0 .12 V,跨导为4 70 m S/ m m及截止频率为5 0 GHz的测试结果,优于使用同一外延片制作的D-MHEMT

  • 钨丝掩模大角度倾斜离子注入850nm垂直腔面发射激光器及其高频调制特性

    王海嵩, 杜国同, 许成栋, 宋俊峰, 唐君, 陈弘达, 刘宇, 祝宁华

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1143

    Abstract PDF

    采用钨丝掩模技术,通过调整制作过程中的工艺参数,研制出批量器件阈值在2 m A以内,最低阈值为1.2 5 m A的85 0 nm垂直腔面发射激光器.同时对TO封装的器件进行了高频特性测试,结果表明3d B带宽最高为4 .0 GHz,在应用于光通信收发模块的商品化同类器件中处于较好的水平,适合中、高速光通信应用

  • 基于非线性受控电压源的单电子晶体管宏模型

    吕明, 蒋建飞, 蔡琪玉

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1148

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    提出了一种新颖的基于非线性受控电压源的单电子晶体管宏模型.该宏模型通过受栅压和温度控制的非线性受控电压源使温度效应和栅控效应的模拟更加方便,并提高了单电子晶体管特性的模拟精度.此外,该宏模型结构简单,可以利用极小的计算机资源得到与传统的蒙特卡罗方法基本一致的模拟结果,并可方便地嵌入SPICE中进行一定规模的单电子晶体管电路的模拟

  • 基于MEMS技术的一种新型可变形反射镜

    余洪斌, 陈海清, 竺子民, 张大成, 李婷

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1154

    Abstract PDF

    给出基于硅微加工技术的一种新型可变形反射镜的设计和加工方法,并且通过工艺流片制造出有效反射面积为30 m m×30 mm,拥有4 9个静电驱动单元的可变形反射镜.测试得到的镜面变形-电压数据显示其与模拟结果具有很好的一致性.

  • 6H-SiC肖特基源漏n沟MOSFET的数值-解析模型

    汤晓燕, 张义门, 张玉明, 郜锦侠, 陈锐标

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1159

    Abstract PDF

    分析了6 H- Si C肖特基源漏MOSFET的电流输运机制,并建立了数值-解析模型.模型正确地计入了隧道电流和势垒降低的影响,能准确反映器件的特性.模拟结果显示,源极肖特基的势垒高度是影响器件特性的主要因素,随着温度升高,器件的特性将变得更好.

  • 基于双基区晶体管结构的光控振荡器

    卜春雨, 李树荣, 吴静, 李丹

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1164

    Abstract PDF

    采用DUBAT(双基区晶体管)和光电二极管构成新型无电感光控振荡器,并对其等效电路进行了模拟,分析了工作原理.实验数据证明了该光控振荡器频率与光强成正比,可实现光的模数转化.由于DU BAT结构简单,与集成电路工艺兼容,成本低廉,为光控振荡器与功能电路的集成应用提供了新的实现方式

  • 基于全定制IP设计的漏电流功耗仿真计算方法

    张锋, 周玉梅, 黄令仪

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1169

    Abstract PDF

    提出了一种自顶向下的基于晶体管级的全定制IP漏电流功耗计算方法,该方法计算快速高效,实用性强,取代了以往完全依靠软件仿真进行功耗计算的技术.在设计龙芯 号CPU中的全定制IP时应用了此方法,该芯片采用的是中芯国际0 .18μm CMOS工艺技术.为了验证该方法,把计算结果与Synopsys公司的Nanosim仿真结果进行对比,误差只有10 %左右.由于软件仿真需要大量的测试激励与计算时间,而该方法不需要外加测试激励便可以计算出全定制IP漏电流功耗,并能快速找到其模块所在位置,使设计周期大为缩短,因此完全可以针对这种计算方法开发相应软件及进行应用

  • 低功耗、全差分流水线操作CMOSA/D转换器

    朱臻, 马德群, 叶菁华, 洪志良

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1175

    Abstract PDF

    提出一种基于运算跨导放大器共享技术的流水线操作A/ D转换器体系结构,其优点是可以大幅度降低芯片的功耗和面积.采用这种结构设计了一个10位2 0 MS/ s转换速率的全差分流水线操作A/ D转换器,并用CSMC0 .6 μm工艺实现.测试结果表明,积分非线性为1.95 L SB,微分非线性为1.75 L SB;在6 MHz/ s采样频率下,对1.84 MHz信号转换的无杂散动态范围为5 5 .8d B;在5 V工作电压、2 0 MHz/ s采样频率下,功耗为6 5 m W.

  • 硅衬底上共面线的特性及应用

    李富华, 代文亮, 李征帆, 王玉洋

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1181

    Abstract PDF

    基于理论和实验结果对深亚微米硅集成电路中的共面传输线的特性进行了研究,提出了硅衬底上传输线分布参数的提取方法和减小共面线衰减的一些设计准则.成功地将共面线应用在深亚微米高速集成电路的设计中,并给出了放大器芯片和共面线的测试结果.测试结果表明:在深亚微米CMOS高速集成电路中,用共面线实现电感是一种行之有效的方法.

  • 低功耗自适应跨导-电容带通滤波器电路实现

    马德群, 崔福良, 何捷, 黄林, 洪志良

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(9): 1186

    Abstract PDF

    采用单层多晶硅3.3V,0 .35μm CMOS数字工艺,实现了用于蓝牙系统的自适应带通滤波器,其中心频率为2 MHz,带宽为1.2 MHz,功耗为12 m W.并对滤波器PL L自适应电路中压控振荡器(VCO)的谐振条件进行了研究,分析了VCO中运放寄生参数对谐振频率的影响.同时,用一种简单的跨导运放结构作为VCO中的负阻抗,解决了VCO振荡幅度限幅问题.

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