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Volume 22, Issue 3, Mar 2001

    CONTENTS

  • 采用高真空 /快速热处理 /化学气相淀积外延SiGe HBT结构(英文)

    贾宏勇, 林惠旺, 陈培毅, 钱佩信

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 251

    Abstract PDF

    采用新近研制的高真空 /快速热处理 /化学气相淀积 (HV/ RTP/ CVD)系统生长了应变 Si Ge材料 .通过仔细设计的处理过程可以得到器件质量的材料 .Ge组分可以变化至 0 .2 5 ,可以得到控制良好的 n型和 p型掺杂层 ,适用于异质结双极型晶体管 (HBT)的制作 .研究了 Si Ge HBT的 n- Si/ i- p+ - i Si Ge/ n- Si结构 .所制作出的微波 HBT性能良好 ,证明了设备和工艺的水平

  • 等价掺杂转换理论预示扩散 -外延穿通P-N结的击穿电压和击穿峰值电场强度(英文)

    何进, 张兴, 黄如, 王阳元

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 256

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    基于等价掺杂转换理论的应用 ,得到了解析计算扩散 -外延穿通 P- N结击穿电压和击穿峰值电场强度的一系列结果 .介绍了等价掺杂转换方法的基本理论 ,然后运用该理论得到了用于低压功率器件优化设计的系列击穿电压和击穿峰值电场强度计算公式 ,并正确地预示了最大击穿电压和击穿峰值电场强度的位置 .理论结果显示出与以前的数值分析结果很好的一致性

  • 用于光电子器件的低成本、高反射率SOR衬底(英文)

    李成, 杨沁青, 王红杰, 王启明

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 261

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    报道了一种包含一薄层单晶硅和隐埋 Si/Si O2 布拉格反射器的 SOR衬底 .这种可用于光电子器件的衬底是由硅基乳胶粘接和智能剥离技术研制而成的 .在垂直光照条件下 ,这种 SOR衬底在 1.3μm处的反射率接近10 0 %

  • 4H-SiC混合 PN/ Schottky二极管的研制(英文)

    张玉明, 张义门, P Alexandrov, J H Zhao

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 265

    Abstract PDF

    报道了 4H- Si C混合 PN / Schottky二极管的设计、制备和特性 .该器件用镍作为肖特基接触金属 ,使用了结终端扩展 (JTE)技术 .在肖特基接触下的 n型漂移区采用多能量注入的方法形成 P区而组成面对面的 PN结 ,这些 PN结将肖特基接触屏蔽在高场之外 ,离子注入的退化是在 15 0 0℃下进行了 30 min.器件可耐压 6 0 0 V,在 6 0 0 V时的最小反向漏电流为 1× 10 - 3A/ cm2 . 10 0 0μm的大器件在正向电压为 3V时电流密度为 2 0 0 A/ cm2 ,而 30 0μm的小尺寸器件在正向电压为 3.5 V电流密度可达 10 0 0 A/ cm2

  • 以注氮SiO_2作为铜互连技术中的新型阻挡层(英文)

    张国海, 夏洋, 钱鹤, 高文芳, 于广华, 龙世兵

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 271

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    采用给 PECVD Si O2 中注入氮的方法 ,形成一薄层氮氧化硅 ,以此作为一种新型的扩散阻挡层 .不同热偏压条件下的 C- V测试结果和 XPS分析结果表明 ,该方法能起到对铜扩散的有效阻挡作用

  • 一种新的基于单元扩大的拥挤度驱动的布局算法(英文)

    侯文婷, 于泓, 洪先龙, 蔡懿慈, 吴为民, 顾钧

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 275

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    描述了一种新的基于单元扩大的拥挤度驱动的布局算法 .这个方法用概率估计模型和星型模型来评价线网的走线 .使用全局优化和划分交替的算法来进行总体布局 .提出了单元的虚拟面积的概念 ,单元的虚拟面积不仅体现了单元的面积 ,而且指出了对布线资源的需求 .单元的虚拟面积可以由单元的扩大策略来得到 .把单元的虚拟面积用到划分过程中 ,从而减小拥挤度 .并且使用了单元移动的策略来进一步减小走线的拥挤 .用来自美国公司的一些例子测试了这个算法 ,结果显示布局的结果在可布性方面有了很大的提高

  • Y型量子线中电子弹道输运性质

    王传奎, 江兆潭

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 283

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    对有限长 Y型量子线中的电子弹道输运性质进行了量子力学计算 .该有限长的量子结构分与两半无限长的量子通道相连 ,当施加一偏压时 ,量子通道分别可作为电子的发射极和收集极 .采用了转移矩阵方法和截断近似技术 .计算结果表明 ,当结构对于 x轴对称时 ,在入射电子的能量小于量子结构的第一个横向本征模时 ,电导存在着两个峰 ;当结构对于 x轴不对称时 ,电导则存在着三个峰 .进一步分析表明 ,这些峰来自于电子共振隧穿量子结构中的量子束缚态 .该结构对于经典粒子来说是非束缚体系 .当结构对于 x轴对称时 ,较高能级是双重简并的 ,而当结构对于 x轴不对称

  • GeSi/Si多层异质外延载流子浓度的分布

    张秀兰, 朱文珍, 黄大定

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 288

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    通过实验确定了一种与 Gex Si1 - x合金表面具有良好电化学界面的电解液 ,利用电化学 C- V方法研究了多层Gex Si1 - x/ Si异质外延材料的载流子浓度纵向分布 .实验结果表明 :采用这种电解液 ,利用电化学 C- V载流子浓度纵向分布测量仪检测 Gex Si1 - x/ Si异质材料的载流子浓度纵向分布 ,重复性好 ,可靠性高

  • 硅片少子寿命的直排四探针测试

    周全德

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 292

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    用直排四探针方法测试硅抛光片的电阻率时 ,减少表面复合和增大测试电流故意引进注入使电阻率减少 ,根据电导率与少数载流子寿命成正指数增加的关系 ,求得少子寿命

  • InAs/GaAs自组织量子点激发态的激射

    汪辉, 牛智川, 王海龙, 王晓东, 封松林

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 295

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    将覆盖层引入生长停顿的量子点结构作为激光器有源区来研究量子点激光器受激发射机制 .由于强烈的能带填充效应 ,光致发光谱和电致发光谱中观察到对应于量子点激发态跃迁的谱峰 ,大激发时其强度超过基态跃迁对应的谱峰 .最后激发态跃迁达到阈值条件 ,激射能量比结构相似但不含量子点的激光器低 ,表明量子点激光器中首先实现受激发射是量子点的激发态

  • 氟金云母衬底上C_(60)薄膜的光学性质

    邹云娟, 张兴旺, 宋雪梅, 严辉, 陈光华

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 299

    Abstract PDF

    用热壁外延法在氟金云母衬底上生长出了高质量 C6 0 薄膜 ,用原子力显微镜观察了样品的表面形貌 .测量并分析了不同厚度 C6 0 薄膜的紫外 -可见吸收光谱 .由测量的透射及反射光谱 ,经计算得到了吸收系数与入射光子能量的关系 .利用结晶半导体的带间跃迁理论 ,对禁戒的带间直接跃迁 hu→ t1 u和电偶极允许的带间直接跃迁 hu→ t1 g的带隙分别进行了计算

  • 用三点弯方法研究微氮硅单晶机械强度

    王淦, 杨德仁, 李东升, 杨辉, 李立本, 阙端麟

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 304

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    通过三点弯方法研究普通和微氮硅单晶在室温下的机械强度 ,以及它们的高温抗弯强度 .实验发现 ,由于氮的掺入 ,硅片室温下的机械强度有明显的改善 ,同时证实了高温下氮对位错的钉扎作用 ;研究还指出 ,硅片表面状态和晶向对室温时机械强度也存在影响 .对室温下氮杂质增强机械强度的可能机理进行了探讨

  • 利用装置环形永磁场的直拉炉(PMCZ)生长单晶硅和掺锗硅晶体

    张维连, 孙军生, 张恩怀, 李嘉席

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 309

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    设计了一种永磁 (钕铁硼 )环形磁场装置代替常规电磁场用于直拉炉生长单晶硅和掺锗单晶硅 (PMCZ法 ) .磁力线呈水平辐射状均匀分布 .只要磁场强度足够强 ,即可有效地抑制熔体中热对流和晶体旋转产生的离心强迫对流 ,从而有效地抑制了固液界面处的温度波动 ,降低以至消除微观生长速率的起伏 ,造成了一种类似于空间微重力环境下生长晶体的条件 .在这种条件下 ,杂质和掺杂剂的运动方式受扩散规律控制 .利用这种装置生长了掺锗 (Ge∶ Si重量比为 1.0 % ,5 .0 %和 10 .0 % )和不掺锗的硅晶体 ,获得了氧浓度较低 ,掺杂剂径向分布均匀性好的较高质量的晶体 .

  • 立方GaAs(100)衬底上制备单相六方GaN薄膜

    孙一军, 李爱珍, 齐鸣

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 313

    Abstract PDF

    立方 Ga As (10 0 )衬底上制备的 Ga N薄膜多为立方结构且立方相为亚稳相 ,采用水平常压 MOCVD方法在立方 Ga As (10 0 )衬底上制备出了 Ga N薄膜 . XRD测试表明 ,薄膜具有单一的相 .结合对工艺条件的分析 ,认为薄膜具有六方结构 .最后 ,通过 Raman光谱测试 ,证实在立方 Ga As衬底上制备出了单相六方 Ga N薄膜 .还对立方 Ga As衬底上制备出六方 Ga N薄膜的原因进行了讨论

  • HV/CVD系统Si、SiGe低温掺杂外延

    刘志农, 贾宏勇, 罗广礼, 陈培毅, 林惠旺, 钱佩信

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 317

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    研究了硼烷 (B2 H6 )掺杂锗硅外延和磷烷 (PH3)掺杂硅外延的外延速率和掺杂浓度与掺杂气体流量的关系 .B浓度与 B2 H6 流量基本上成正比例关系 ;生长了 B浓度直至 10 1 9cm- 3的多层阶梯结构 ,各层掺杂浓度均匀 ,过渡区约 2 0 nm,在整个外延层 ,Ge组分 (x=0 .2 0 )均匀而稳定 .PH3掺杂外延速率随 PH3流量增加而逐渐下降 ;P浓度在 PH3流量约为 1.7sccm时达到了峰值 (约 6× 10 1 8cm- 3) .分别按 PH3流量递增和递减的顺序生长了多层结构用以研究 PH3掺杂 Si外延的特殊性质

  • 全电流模型的比例差分特性

    杨存宇, 谭长华, 许铭真

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 322

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    用比例差分算符 (PDO)方法研究了长沟 MOSFET在各个工作区域 (亚阈区和饱和区 )的比例差分特性 .利用 PDO方法研究全电流 Pao- Sah双积分模型 ,结果发现源漏电流的比例差分特性在所有的工作区域内都有谱峰特性 ,其峰值和峰位与 MOSFET的电学参数 (如有效迁移率、热电势和阈值电压等 )直接相关 .利用 PDO方法可以避免冗繁地计算双积分公式 ,并可以容易地提取出重要的 MOSFET电学参数

  • 一个适用于模拟电路的深亚微米SOIMOSFET器件模型

    廖怀林, 张兴, 黄如, 王阳元

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 329

    Abstract PDF

    从数值解源端和饱和点的表面电势出发 ,考虑模拟电路对 SOI MOSFET模型的一些基本要求如电荷守恒、器件源漏本征对称、各个工作区间连续并且高阶可导以及全耗尽和部分耗尽两种工作模式的转变 ,构建了一个能够满足这些要求的精确的器件模型 .同时包含了深亚微米 SOI MOSFET的一些二级效应如漏极诱生势垒降低效应 (DIBL )、速度饱和效应、自热效应等 .这个模型的参数相对较少并且精确连续 ,能够满足在模拟电路设计分析中的应用要求

  • 分布布拉格反射器(DBR)对半导体微腔一些特性的影响

    刘宝利, 王炳燊, 徐仲英

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 335

    Abstract PDF

    从光学传输矩阵方法出发 ,研究了分布布拉格反射器 (DBR)生长顺序的不同对半导体平面微腔中电场振幅极大值位置及整个微腔选频特性的影响 ;同时指出了 DBR对于λ0 / 2和λ0 腔不同情况的最佳生长模式

  • 基于MOSFET比例差值特性的器件表征方法

    王金延, 许铭真, 谭长华

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 340

    Abstract PDF

    利用比例差值方法给出了 MOS器件的一种新特性——比例差值输出特性 ,该特性具有谱峰特征 ,其峰位、峰高与器件的特征参数相关 .采用了一个分析模型来表征谱峰与器件特性参数关系 ,可以直接提取 MOS器件特征参数 .模型计算结果与实验数据保持了很好的一致性 .实际测量中不同衬底条件和不同的比例差值常数对提取参数的影响也作了分析

  • 超高速双层多晶硅发射极晶体管及电路

    张利春, 高玉芝, 金海岩, 倪学文, 莫邦燹, 宁宝俊, 罗葵, 叶红飞, 赵宝瑛, 张广勤

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 345

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    报道了双层多晶硅发射极超高速晶体管及电路的工艺研究 .这种结构是在单层多晶硅发射极晶体管工艺基础上进行了多项改进 ,主要集中在第一层多晶硅的垂直刻蚀和基区、发射区之间的氧化硅、氮化硅复合介质的 L型侧墙形成技术方面 ,它有效地减小了器件的基区面积 .测试结果表明 ,晶体管有良好的交直流特性 .在发射区面积为 3μm× 8μm时 ,晶体管的截止频率为 6 .1GHz.19级环振平均门延迟小于 40 ps,硅微波静态二分频器的工作频率为 3.2 GHz

  • S波段0.3W AlGaAs/GaAsHBT功率管

    严北平, 张鹤鸣, 戴显英

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 350

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    采用标准的湿法刻蚀工艺研制出了 S波段工作的非自对准 Al Ga As/ Ga As异质结双极晶体管 .对于总面积为 8× 2 μm× 10 μm的 HBT器件 ,测得其直流电流增益大于 10 ,电流增益截止频率 f T 大于 2 0 GHz,最高振荡频率fmax大于 30 GHz.连续波功率输出为 0 .3W,峰值功率附加效率 41%

  • 平面工艺辐射探测器的研制

    张太平, 张录, 宁宝俊, 田大宇, 刘诗美, 王玮, 张洁天, 郭昭乔, 陈世媛

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 354

    Abstract PDF

    使用高阻 Si材料 ,通过氧化、光刻、注入和退火工艺技术研制粒子探测器—— PIN二极管 .采取 HCl氧化、慢降温等工艺措施可减小 PIN二极管的暗电流 (反向电流 ) ,这对于提高器件性能起到了关键作用 .电压为 - 5 V时 ,探测器的暗电流可达 n A/ cm2 量级 .讨论了器件暗电流与少子寿命的关系

  • SOIMOSFET因辐照引起的部分耗尽与全耗尽过渡区的漂移

    万新恒, 张兴, 黄如, 甘学温, 王阳元

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 358

    Abstract PDF

    首次报道了辐照所引起的 SOI/ MOS器件 PD (部分耗尽 )与 FD (全耗尽 )过渡区的漂移 .基于含总剂量辐照效应的 SOI MOSFET统一模型 ,模拟了 FD与 PD过渡区随辐照剂量的漂移 .讨论了辐照引起 FD与 PD器件转化的原因 ,进一步分析了 FD与 PD器件的辐照效应

  • 一种新型的高性能CMOS电流比较器电路

    陈卢, 石秉学, 卢纯

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 362

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    分析了目前几种高性能连续时间 CMOS电流比较器的优缺点 ,提出了一种新型 CMOS电流比较器电路 .它包含一组具有负反馈电阻的 CMOS互补放大器、两组电阻负载放大器和两组 CMOS反相器 .由于 CMOS互补放大器的负反馈电阻降低了它的输入、输出阻抗 ,从而使电压的变化幅度减小 ,所以该电流比较器具有较短的瞬态响应时间和较快的速度 .电阻负载放大器的使用减小了电路的功耗 .利用 1.2 μm CMOS工艺 HSPICE模型参数对该电流比较器的性能进行了模拟 ,结果表明该电路的瞬态响应时间达到目前最快的 CMOS电流比较器的水平 ,而功耗则低于这些比较器 ,具有最大的速

  • 采用二相功率时钟的无悬空输出绝热CMOS电路

    杭国强, 吴训威

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 366

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    分析了 PAL 及 PAL- 1电路中输出悬空对电路性能的影响 ,强调在绝热电路设计中消除悬空输出的重要性 .提出了两种新的结构互补且无悬空输出的绝热电路 .PSPICE模拟证明它们能有效实现能量恢复 ,并使输出信号在整个有效输出期始终处于箝位状态

  • 行波半导体激光放大器电路模型

    陈维友, 汪爱军, 张冶金, 刘彩霞, 刘式墉

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 373

    Abstract PDF

    采用激光器多模速率方程 ,经过适当的数学处理 ,得到行波半导体激光放大器电路模型 .利用这个模型并借助通用电路模拟器 ,如 PSPICE,不仅可以模拟单个放大器的性能 ,而且可以模拟含有行波放大器的单片或混合OEIC.通过和已报道实验结果相比较 ,验证了模型的正确性

  • 一种可编程Hamming神经网络特征提取器

    栗国星, 石秉学

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 378

    Abstract PDF

    根据 Ham ming神经网络的工作原理提出了一种可用于手写体数字识别的电流型可编程局部结构特征提取电路 .该特征提取器的模板不仅是可编程的 ,它可根据不同的需要来随时更改模板的内容以适应不同的情况 ,而且其特征合并的方式也是可配置的 ,它可根据不同的需要把所需的特征合并成不同的特征类别 .对于该可编程特征的电路模拟以及用单层多晶、双层金属 1.2 μm数字 CMOS工艺所制作的实验芯片的测试表明该电路能很好地完成特征提取的功能

  • 300mm硅单晶的生长技术

    张果虎, 吴志强, 方锋, 秦福, 常青, 周旗钢, 屠海令

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(3): 383

    Abstract PDF

    讨论了 30 0 mm硅单晶的工艺控制 ,分析了拉晶工艺、热屏及磁场对晶体质量的影响。合理的工艺参数是拉制无位错单晶的前提 ,热屏和磁场的应用有效地控制了晶体的氧含量和微缺陷

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