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Volume 22, Issue 6, Jun 2001

    CONTENTS

  • 生长Ga_xAl_yIn_(1-x-y)N的准热力学模型(英文)

    陆大成, 段树坤

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 677

    Abstract PDF

    提出一个以 TMGa、TMAl、TMIn和 NH3为源 ,用 MOVPE方法生长 Gax Aly In1 - x- y N四元合金的准热力学模型 .该模型假设四元合金是由氨和 族元素之间反应合成的 ,其特点是考虑了 NH3的分解效率 ,并用 N、H、Ga、 Al及 In的摩尔分数代替惯用的分压来表示质量守衡方程 .计算了各种生长条件对于与 Ga N晶格匹配的Gax Aly In1 - x - y N四元合金与注入反应室的 族金属有机化合物之间关系的影响 .计算表明 ,几乎所有达到生长表面的 Al和 Ga都并入到 Gax Aly In1 - x - y N四元合金中 ,而 In则富集在气相 .为增强铟的并入 ,应采用低的生长温度

  • 快速热退火对带有 InGaAs盖层的 InAs/GaAs量子点发光特性的影响(英文)

    魏永强, 刘会云, 徐波, 丁鼎, 梁基本, 王占国

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 684

    Abstract PDF

    系统地研究了快速热退火对带有 3nm Inx Ga1 - x As(x=0 ,0 .1,0 .2 )盖层的 3nm高的 In As/ Ga As量子点发光特性的影响 .随着退火温度从 6 5 0℃上升到 85 0℃ ,量子点发光峰位的蓝移趋势是相似的 .但是 ,量子点发光峰的半高宽随退火温度的变化趋势明显依赖于 In Ga As盖层的组分 .实验结果表明 In- Ga在界面的横向扩散在量子点退火过程中起了重要的作用 .另外 ,我们在较高的退火温度下观测到了 In Ga As的发光峰

  • 固相反应制备的多晶和外延CoSi_2/n-Si(111)接触的肖特基特性(英文)

    竺士炀, 茹国平, 屈新萍, 李炳宗

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 689

    Abstract PDF

    通过硅 (111)衬底淀积的单层 Co或 Co/ Ti双金属层在不同退火温度的固相反应 ,在硅上形成制备了多晶和外延 Co Si2 薄膜 .用电流 -电压和电容 -电压 (I- V/ C- V)技术在 90 K到室温的温度范围内测量了 Co Si2 / Si肖特基接触特性。用肖特基势垒不均匀模型分析了所测得的 I- V特性 ,在较高温度下 (≥~ 2 0 0 K)或较低温度的较大偏压区域 ,I- V曲线能用热激发和在整个结面积上势垒高度的高斯分布模型描述 .而在较低温度的较小偏压区域 ,电流由流过一些小势垒高度微区的电流决定 ,从而在低温 I- V曲线上在约 10 - 7A处有一个“曲折”.

  • 快速退火对SiGe/Si多量子阱p-i-n光电二极管的影响(英文)

    李成, 杨沁清, 王红杰, 王玉田, 余金中, 王启明

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 695

    Abstract PDF

    利用光电流谱 ,结合 X射线双晶衍射研究了快速退火对 Si1 - x Gex/ Si多量子阱 p- i- n光电二极管的影响 .由于应变 Si Ge的部分弛豫和 Si- Ge互扩散 ,退火后的二极管的截止波长有显著的减小 .但是 ,在 75 0— 85 0℃范围内 ,波长蓝移量随着退火温度的增加而变化缓慢 ,而样品的光电流强度却随温度是先减弱而后又增强 ,这可能主要是由于在不同温度退火过程中失配位错的产生和点缺陷的减小造成的 .

  • 新的二维解析方法预言场限环结构的电压分布和边界峰值电场及环间距的优化(英文)

    何进, 张兴, 黄如, 王阳元

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 700

    Abstract PDF

    提出了一个新的二维解析方法预言场限环结构的电压分布和边界峰值电场及环间距优化 .采用与平面结物理机理最接近的圆柱坐标对称解进行分析 ,给出了场限环结构极为简单的各电压和边界峰值电场表达式 .讨论了不同环间距和反偏电压对场限环电压的影响 ,并用流行的 2 - D半导体器件模拟工具 MEDICI对解析计算进行了验证 .根据临界电场击穿近似 ,讨论了环间距的优化设计并给出了优化环间距表达式 .在一定结深和掺杂浓度时 ,理论计算给出了与数值分析一致的优化环间距和最高击穿电压值 .

  • DCDC—20GHz射频MEMS开关(英文)

    朱健, 林金庭, 林立强

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 706

    Abstract PDF

    描述了 DC— 2 0 GHz射频 MEMS开关的设计和制造工艺 .开关为一薄金属膜桥组成的桥式结构 ,形成一个单刀单掷 (SPST)并联设置的金属 -绝缘体 -金属接触 .开关通过上下电极之间的静电力进行控制 ,其插入损耗及隔离性能取决于开态和关态的电容 .测试结果如下 :射频 MEMS开关驱动电压约为 2 0 V,在“开”态下 DC— 2 0 GHz带宽的插入损耗小于 0 .6 9d B;在“关”态下在 14— 18GHz时隔离大于 13d B,在 18— 2 0 GHz时隔离大于 16 d B.本器件为国内首只研制成功的宽带射频 MEMS开关

  • GaAs太阳电池的质子辐照和退火效应(英文)

    向贤碧, 杜文会, 廖显伯, 常秀兰

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 710

    Abstract PDF

    对 Al Ga As/Ga As太阳电池进行了质子辐照和热退火实验 .质子辐照的能量为 32 5 ke V,辐照的剂量为 5×10 1 0— 1× 10 1 3cm- 2 .实验结果表明 ,质子辐照造成了 Ga As太阳电池光伏性能的退化 ,其中短路电流的退化比其它参数的退化更为明显 .退火实验结果表明 ,2 0 0℃的低温退火可以使得辐照后的电池的光伏性能得以部分恢复 .此外 ,实验结果还指出 ,在 Ga As太阳电池表面加盖一层 0 .5 mm的硼硅玻璃盖片可以明显地减少质子辐照对 Ga As太阳电池性能的损伤

  • 晶格热振动对极性半导体膜中电子-表面声子强耦合极化子自陷能的影响

    额尔敦朝鲁, 李树深, 肖景林

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 715

    Abstract PDF

    采用 Huybrechts线性组合算符和变分法 ,讨论了晶格热振动对极性半导体膜中电子 -表面光学 (SO)声子强耦合和电子 -体纵光学 (L O)声子弱耦合体系的影响 ,得到了极化子自陷能随膜厚和温度变化的规律 ,对 Cd F2半导体膜进行了数值计算 ,结果表明 ,Cd F2 极性半导体膜中表面光学声子和体纵光学声子对极化子自陷能的贡献分别在薄膜和宽膜情况下起主导作用 .并且发现 Cd F2 半导体膜中的不同支声子与电子相互作用对极化子自陷能的贡献 ,以及极化子的总自陷能都将随温度的升高而减小 ,这表明晶格热振动将削弱电子 -声子耦合

  • 组合离子注入导致非对称耦合双量子阱界面混合效应光调制反射光谱

    缪中林, 陆卫, 陈平平, 李志锋, 刘平, 袁先漳, 蔡炜颖, 徐文兰, 沈学础, 陈昌明, 朱德彰, 胡军, 李明乾

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 721

    Abstract PDF

    用分子束外延系统 (MBE)生长了 Ga As/ Al Ga As非对称耦合双量子阱 (ACDQW) ,用组合离子注入的方法 ,在同一块衬底上获得了不同注入离子 As+ 、 H+ 和不同注入剂量的 Ga As/ Al Ga As非对称耦合双量子阱单元 ,在未经快速热退火的条件下 ,于常温下测量了光调制反射光谱 ,发现各单元的子带间跃迁能量最大变化范围可达80 me V .

  • SiC纳米棒光学声子的喇曼光谱

    阎研, 黄福敏, 张树霖, 朱邦芬, 尚尔轶, 范守善

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 726

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    报道了用光谱的手段研究 Si C纳米棒 (NR)的结果 .对于在实验中观察到 L O模的大幅度红移及新出现的喇曼峰 ,认为在类似 Si C NR的存在大量缺陷的极性纳米材料中 ,结构缺陷对材料特性的影响比量子限制效应更为重要 .理论计算证实了这一点 ,并解释了实验观察到的异常现象

  • Mg在InGaAlP及GaP材料中的掺杂行为

    纪刚, 李越生, 曹永明, 华铭

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 729

    Abstract PDF

    利用 SIMS分析技术 ,研究了在 In Ga Al P和 Ga P材料中 ,MOCVD工艺参数对 Mg的掺杂行为的影响 .实验结果表明 ,在较高温度下 ,Mg在生长表面的再蒸发决定了 Mg的掺杂浓度随衬底温度增加呈指数下降 ;而当载流子浓度饱和时 ,杂质 Mg在材料中的置换填隙机制使得 Mg的激活率随 Cp2 Mg流量的再增加反而下降 .同时通过计算得到 Mg在 In Ga Al P及 Ga P中的再蒸发激活能分别约为 0 .9e V和 1.1e V

  • 采用微分电导法(R_□)评估POLY/SIS/Si界面状况

    郑宜钧, 贾永华

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 733

    Abstract PDF

    提出一种采用微分电导法 (R□ )分别检测实验样品和陪测样品的 R□ ,同时引入 α和 αn 因子分别评估自掺杂多晶硅生长前 Si表面清洗状况 (SIS层厚度 )和自掺杂多晶硅生长后退火或后续高温多晶硅杂质载流子退火特性以及杂质在 POL Y/SIS/Si界面流动情况 .通过实际检测发现这种方法可以定性判断 SIS厚薄和了解自掺杂多晶硅生长后退火或后续高温多晶硅杂质载流子退火特性以及可以半定量估算出自掺杂多晶硅杂质流向 N-层或N+ 层流向自掺杂多晶硅层的杂质总量

  • Ti/Al/Ti/Au与AlGaN欧姆接触特性

    张锦文, 张太平, 王玮, 宁宝俊, 武国英

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 737

    Abstract PDF

    研究了溅射 Ti/ Al/ Ti/ Au四层复合金属与 Al Ga N / Ga N的欧姆接触特性 ,并就环境温度对欧姆接触特性的影响进行了分析研究 .试验证实 :溅射的 Ti/ Al/ Ti/ Au与载流子浓度为 2 .2 4× 10 1 8cm- 3的 Al Ga N之间在室温下无需退火即可形成欧姆接触 .随快速退火温度的升高接触电阻降低 .快速退火时间 30 s已可实现该温度下最佳欧姆接触 .当工作温度不高于 30 0℃时接触电阻几乎不受温度的影响

  • 边缘阻尼对横向振动微谐振器品质因子的影响

    章彬, 黄庆安

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 741

    Abstract PDF

    对微结构而言 ,空气表面层阻尼计算模型一般用库特模式 (Couette- type)和斯托克斯模式 (Stocks- type) ,但是已报道的模型计算所得到 Q值最小误差范围只能达到 10 %— 2 0 % .论文考虑了边缘效应的影响 ,建立了一个分析模型 ,对已知的几种横向振动谐振器的 Q值进行了计算 ,并将其与实测值比较 .结果表明此模型所得 Q值的平均误差小于 10 % .

  • 化学计量比的偏离对GaN的结晶品质及光电性能的影响

    江风益, 姚冬敏, 莫春兰, 王立, 李鹏, 熊传兵, 彭学新

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 746

    Abstract PDF

    用 X射线光电子能谱对 MOCVD生长的未故意掺杂 Ga N单晶薄膜进行 N、 Ga组份测试 ,同时用 RBS/Channeling、 Hall测量和光致发光技术对样品进行结晶品质及光电性能研究 .结果表明 N含量相对低的 Ga N薄膜 ,其背景载流子浓度较高 ,离子束背散射沟道最小产额比 χmin较小 ,带边辐射复合跃迁较强 .在 N含量相对低的 Ga N薄膜中易形成 N空位 ,N空位是导致未故意掺杂的 Ga N单晶薄膜呈现 n型电导的主要原因 ;N空位本身对离子束沟道产额没有贡献 ,但它能弛豫 Ga N与 Al2 O3之间的晶格失配 ,改善生长的 Ga N薄膜的结晶品质

  • 硅熔体中3C-SiC的生长及6H-SiC晶型的抑制

    马剑平, 卢刚, 雷天民, 陈治明

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 751

    Abstract PDF

    论述了从硅熔体中生长 3C- Si C晶体过程中 6 H- Si C晶型控制的一般原理 .采用将硅置于高纯石墨坩埚中使其在高温条件下熔化 ,坩埚内壁石墨自然熔解于硅熔体中形成碳饱和的硅熔体 ,在石墨表面形成厚约 0 .2 m m的Si C薄层 .X射线衍射 (XRD)、X射线光电子能谱 (XPS)、Ram an散射等分析表明所制备样品为 3C- Si C多晶体 .实验结果进一步证明从硅熔体中生长 3C- Si C晶体过程中 ,通过适当调整工艺参数可以抑制 6 H- Si C晶型的形成 .

  • N型6H-SiCMOS电容的电学特性

    王姝睿, 刘忠立, 梁桂荣, 梁秀芹, 马红芝

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 755

    Abstract PDF

    在可商业获得的 N型 6 H- Si C晶片上 ,通过化学气相淀积 ,进行同质外延生长 ,在此结构材料上 ,制备 MOS电容 .详细测量并分析了 6 H- Si C MOS电容的电学特性 ,其有效电荷密度为 4.3× 10 1 0 cm- 2 ;Si C与 Si O2 之间的势垒高度估算为 2 .6 7e V;Si C热生长 Si O2 的本征击穿场强 (用累计失效率 5 0 %时的场强来计算 )为 12 .4MV/ cm ,已达到了制作器件的要求 .

  • GAT型高速高压功率开关管最大集电极电流的仿真

    王哲, 亢宝位, 吴郁, 程序

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 760

    Abstract PDF

    针对目前 GAT(Gate Associated Transistor)型高速高压功率开关管中存在的最大集电极电流远小于常规双极功率管这个关键问题提出一些新的结构改进设想 ,包括改变栅区掺杂浓度以及平面版图设计 ,并对此进行了仿真研究 .结果证明可将最大集电极电流提高到 2 .1倍 ,而对其他特性无明显不良影响

  • 超薄栅MOS结构恒压应力下的直接隧穿弛豫谱

    卫建林, 毛凌锋, 许铭真, 谭长华

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 765

    Abstract PDF

    随着器件尺寸的迅速减小 ,直接隧穿电流将代替 FN电流而成为影响器件可靠性的主要因素 .根据比例差值算符理论和弛豫谱技术 ,针对直接隧穿应力下超薄栅 MOS结构提出了一种新的弛豫谱——恒压应力下的直接隧穿弛豫谱 (DTRS) .该弛豫谱保持了原有弛豫谱技术直接、快速和方便的优点 ,能够分离和表征超薄栅 MOS结构不同氧化层陷阱 ,提取氧化层陷阱的产生 /俘获截面、陷阱密度等陷阱参数 .直接隧穿弛豫谱主要用于研究直接隧穿注入的情况下超薄栅 MOS结构中陷阱的产生和复合 ,为超薄栅 MOS结构的可靠性研究提供了一强有力工具 .

  • 深亚微米MOS器件的热载流子效应

    刘红侠, 郝跃, 孙志

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 770

    Abstract PDF

    对深亚微米器件中热载流子效应 (HCE)进行了研究 .还研究了沟道热载流子的产生和注入以及与器件工作在高栅压、中栅压和低栅压三种典型的偏置条件的关系 .在分析热载流子失效机理的基础上 ,讨论了热载流子效应对电路性能的影响 .提出影响晶体管热载流子效应的因素有 :晶体管的几何尺寸、开关频率、负载电容、输入速率及晶体管在电路中的位置 .通过对这些失效因素的研究并通过一定的再设计手段 ,可以减少热载流子效应导致的器件退化 .

  • 背面Ar~+轰击对n~-沟MOSFET特性的影响

    黄美浅, 李观启, 曾绍洪

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 774

    Abstract PDF

    研究了低能量背面 Ar+轰击对 n-沟 MOSFET特性的影响 .用低能量 (5 5 0 e V)氩离子束轰击 n-沟 MOSFET芯片的背面 ,能改善其阈值电压 VT、跨导 gm、沟道电导 gd 和有效迁移率 μeff等参数 .结果表明 ,随着轰击时间的增加 ,阈值电压先减小 ,随后变大 ;而跨导、沟道电导和有效迁移率先增大 ,随后减小 .实验证明 ,上述参数的变化是由于界面态密度和固定电荷密度变化的结果

  • 环境温度、电离辐射剂量率对NMOSFET器件特性参数的影响

    何宝平, 姚育娟, 彭宏论, 张正选

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 779

    Abstract PDF

    研究了辐射环境温度、辐射剂量率、退火温度和退火偏置对 CC40 0 7NMOS器件阈值电压的影响 .研究发现 ,低温 (- 30℃ )辐照感生的氧化物陷阱电荷比室温 (2 5℃ )多 ,界面态电荷比室温要少 ;受不同 γ剂量率辐射时 ,阈值电压的漂移程度不一样 ,在总剂量相同情况下 ,辐射剂量率高时 ,阈值电压的漂移量也大 ;辐照后 ,NMOS器件 10 0℃退火速度要大于 2 5℃退火速度 ,+5 V栅偏压退火情况要大于浮空偏置情况 .并对以上现象进行了分析和解释

  • VCD和DVD用全息光栅衍射效率的分析

    梁万国, 郑婉华, 谢敬辉, 梁恩主, 陈良惠, 李卉, 刘浩

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 784

    Abstract PDF

    在 VCD和 DVD中由于使用了全息光学元件 ,全息光学读出头的元件数量比传统光头的元件数量少 .分析了光盘信号探测、聚焦、循迹原理 .推出了光栅衍射效率的一般计算公式 ,并给出了光栅沟槽形状为“方波”时光栅衍射效率的计算公式 ,由此计算出了 VCD和 DVD实用的全息光学元件的蚀刻深度

  • 一种采用新触发器的高速CMOS前置分频器

    张春晖, 李永明, 陈弘毅

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 788

    Abstract PDF

    在锁相环设计中 ,前置双模分频器 (DMP)是一个速度瓶颈 .文中提出一种新的分析方法 ,将限制 DMP速度的因素分为两个方面 ,寄存器级限制 (RL L)和电路级限制 (CL L) .指出影响 DMP速度的原因在 CL L.提出了时钟延迟技术 (CDT)并采用高速触发器 ,解决 CL L 问题 .通过版图提取后仿真显示 ,用这种触发器构成的 0 .8μm n阱CMOS DMP在 5 V下工作频率达到 2 .4GHz

  • 10GHz低抖动增益开关DFB激光器

    李玉华, 娄采云, 韩明, 王兆欣, 高以智

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 792

    Abstract PDF

    采用国产管芯 ,利用增益开关效应获得了 10 GHz超短光脉冲 .利用自注入的方法 ,采用最简单的结构 ,减小了增益开关 DFB激光器光脉冲的时间抖动 ,使 10 GHz光脉冲的时间抖动小于 840 fs.研究了光脉冲抖动量对温度变化及微波驱动频率的敏感性 .利用线性压缩和梳状色散渐减光纤链获得 10 GHz、 5 ps无基座光脉冲

  • 一种适用于数字视频编码器的高性能直接数字频率合成器

    沈泊, 章倩苓

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 796

    Abstract PDF

    提出了一种适用于数字视频编码器的直接数字频率合成器 DDFS(Direct Digital Frequency Synthesizer)新结构 .通过采用相位截断噪声整形技术 ,使所需要的 ROM面积下降为传统结构的 1/ 8.同时采用了其它优化策略进一步减少了 ROM的面积 ,整个 DDFS仅需要 115 2 bit的 ROM.DDFS输出在 PAL 制式下信噪比为 6 9d B,NTSC制式下为 70 .7d B

  • 2.5—10Gb/s光发射机驱动电路HEMT IC中器件模型参数

    高建军, 高葆新, 吴德馨

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 800

    Abstract PDF

    对高速调制器驱动电路 HEMT IC中器件参数进行了研究 ,着重讨论了 HEMT器件直流参数、交流参数对外调制驱动电路特性的影响 ,给出了满足电路性能要求的器件参数范围 ;对 2 .5— 10 Gb/ s PHEMT IC光驱动电路进行了计算机仿真 ,眼图模拟结果表明满足 2 .5— 10 Gb/ s高速光纤通信系统需要

  • 部分耗尽CMOS/SOI工艺

    刘新宇, 孙海峰, 陈焕章, 扈焕章, 海潮和, 刘忠立, 和致经, 吴德馨

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 806

    Abstract PDF

    对部分耗尽 CMOS/ SOI工艺进行了研究 ,成功地开发出成套部分耗尽 CMOS/ SOI抗辐照工艺 .其关键工艺技术包括 :PBL (Poly- Buffered L OCOS)隔离、沟道工程和双层布线等技术 .经过工艺投片 ,获得性能良好的抗辐照 CMOS/ SOI器件和电路 (包括 10 1级环振、 5 0 0 0门门海阵列和 6 4K CMOS/ SOI静态存储器 ) .其中 ,NMOS:Vt=1.2 V ,BVds=7.5— 9V ,μeff=42 5 cm2 / (V· s) ,PMOS:Vt=- 0 . 9V,BVds=14— 16 V,μeff=2 40 cm2 /(V· s) ,当工作电压为 5 V时 ,0 .8μm环振单级延迟为 10 6 ps,SOI 6 4K CMOS静态存储器数据读取时间为 40 ns

  • 多晶硅发射极超高速集成电路工艺

    张利春, 倪学文, 王阳元

    Chin. J. Semicond.  2001, 22(6): 811

    Abstract PDF

    报道了具有先进双极关键技术特征的多晶硅发射极集成电路的工艺 ,重点介绍了用难熔金属氮化物 (Zr N )作为新的刻蚀掩模实现器件的硅深槽隔离 ;E- B间自对准二氧化硅侧墙隔离 ;快速热处理实现多晶硅发射区浅结及薄基区 ;E、 B、 C区自对准钴硅化物形成 ,明显地减少串联电阻和双层金属 Al间可靠互联等先进的工艺研究 .用此套工艺技术研制出工作频率达 3.1GHz的硅微波静态分频器实验电路 ,集成度为 6 0 0门的双层金属 Al的ECL移位寄存器电路 ,最高移位频率达 45 0 MHz. 19级环振电路平均门延迟小于 5 0 ps

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