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Volume 23, Issue 7, Jul 2002

    CONTENTS

  • 碳化硅电力电子器件及其制造工艺新进展

    陈治明

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 673

    Abstract PDF

    评述了各种碳化硅电力电子器件研究开发的最新进展及其发展前景 ,指出碳化硅的优势不仅仅限于能提高功率开关器件的电压承受能力、高温承受能力和兼顾频率与功率的能力 ,还在于能大幅度降低器件的功率损耗 ,使电力电子技术的节能优势得以更加充分地发挥 .针对碳化硅材料的特殊性和实现碳化硅器件卓越性能的需要 ,分析了器件工艺当前亟待解决的问题 .

  • 选择外延技术研制1.5μmDFB激光器和自对准模斑转换器集成器件(英文)

    邱伟彬, 董杰, 王圩, 周帆

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 681

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    利用选择外延技术研制了 1 5 μmDFB激光器和自对准模斑转换器单片集成器件 .激光器的上限制层与垂直方向上楔型波导的模斑转换器同时选择性生长 ,这样的方法不仅可以分别优化有源区和模斑转换器的材料 ,同时可以降低选择性生长对接结构的难度 .所研制集成器件的阈值为 4 4mA ,在 49 5mA下的输出功率为 10 1mW ,边模抑制比为 33 2dB ,垂直方向和水平方向上的远场发散角分别为 9°和 15°,1dB偏调容差分别为 3 6 μm和 3 4μm .

  • 应变Si沟道异质结NMOS晶体管(英文)

    史进, 黄文涛, 陈培毅

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 685

    Abstract PDF

    通过参数调整和工艺简化 ,制备了应变Si沟道的SiGeNMOS晶体管 .该器件利用弛豫SiGe缓冲层上的应变Si层作为导电沟道 ,相比于体Si器件在 1V栅压下电子迁移率最大可提高 48 5 % .

  • 一种采用带-带隧穿热电子注入编程的新型快闪存贮器(英文)

    潘立阳, 朱钧, 刘志宏, 曾莹, 鲁勇

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 690

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    提出一种采用带 带隧穿热电子注入编程的新型快闪存贮器结构 ,在便携式低功耗的code闪存中有着广泛的应用前景 .该结构采用带 带隧穿热电子注入 (BBHE)进行“写”编程 ,采用源极Fowler Nordheim隧穿机制进行擦除 .研究显示控制栅编程电压为 8V ,漏极漏电流只有 3μA/ μm左右 ,注入系数为 4× 10 -4 ,编程速度可达 16 μs,0 8μm存贮管的读电流可达 6 0 μA/ μm .该新型结构具有高编程速度、低编程电压、低功耗、大读电流和高访问速度等优点 .

  • 小波图像编码的VLSI实现(英文)

    乔世杰, 王国裕

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 695

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    设计了一种模块化的二维离散小波变换 (2 DDWT)的VLSI结构 .该结构可以实时完成小波变换 ,且很容易扩展 .针对零树编码硬件实现方面的不足 ,利用一种简单的顺序扫描方式和两个标志阵列 ,设计了一种适合硬件实现的快速零树编码算法 (FZIC)和FZIC硬件实现的VLSI结构 ,编写了 2 DDWT和FZIC硬件结构的VerilogHDL模型 ,并进行了仿真和逻辑综合 .结合 2 DDWT和FZIC ,实现了小波图像编码系统 ,并用ALTERACPLD成功进行了验证 .

  • 基于规则的光学邻近矫正中规则的相关处理(英文)

    石蕊, 蔡懿慈, 洪先龙, 吴为民, 杨长旗

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 701

    Abstract PDF

    讨论了如何选择适当的规则 ,如何建立简洁实用的规则库 ,如何应用规则库 .提出了四种主要的光学邻近矫正规则 ,在实验结果中列举了规则库中的部分数据 .利用规则矫正后的版图光刻得到的硅片图形有了明显的改善 .规则库的自动建立部分 (OPCL)是基于规则的光学邻近矫正系统的重要组成部分 .

  • GaN/GaAs(001)外延薄膜的湿法腐蚀特性(英文)

    沈晓明, 冯志宏, 冯淦, 付羿, 张宝顺, 孙元平, 张泽洪, 杨辉

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 707

    Abstract PDF

    对在GaAs (0 0 1)衬底上用金属有机物气相外延 (MOVPE)方法生长的GaN薄膜的湿法腐蚀特性进行了研究 .所用腐蚀液包括HCl、H3PO4 、KOH水溶液以及熔融KOH ,腐蚀温度为 90~ 30 0℃ .实验发现不同的腐蚀液在样品表面腐蚀出不同形状的腐蚀坑 .KOH溶液腐蚀出长方形的坑 ,长边平行于 (111)A面 ,表明沿相互垂直的〈110〉晶向的腐蚀特性不同 .用不同晶面相对反应性的差别定性解释了腐蚀的这种非对称性 .此外 ,还发现KOH水溶液更有可能用于显示立方相GaN外延层中的层错 .

  • 杂质对硅单晶机械性能影响的电子理论研究

    张国英, 刘贵立

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 713

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    根据位错理论建立了Si中纯净及掺杂 6 0°位错模型 ,利用Recursion方法计算了Si中纯净及掺杂 6 0°位错这种典型环境下的能量和电子结构 ,由此得出 :N、O杂质在位错区比在非位错区更稳定 ,且O优先偏聚于位错 ,不过当O含量不高时 ,N、O可以同时偏聚于位错 ;在位错芯处原子除受近邻Si原子的作用外 ,还要受到杂质原子的钉扎作用 ,且N的这种作用比O强 ,这就从电子理论上解释了掺杂适量的氮可以提高Si的强度和抗翘曲度的事实 .

  • 掺碳氮化镓的光学性质

    叶建东, 顾书林, 王立宗, 张荣, 施毅, 郑有炓

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 717

    Abstract PDF

    利用喇曼光谱和光致发光谱 ,对采用氢化气相外延淀积方法在MOCVDGaN衬底上生长的掺碳GaN样品的光学性质进行了研究 .结果发现C3H8流量的增加导致载流子浓度的升高 ,喇曼谱出现蓝移 ,E1(LO)声子的Raman强度变弱 .同时光致发光谱中蓝光带和黄光带发光强度随着掺碳浓度的增加先增强后减弱 ,这与掺杂碳的自补偿效应有关 .高碳掺杂量的GaN材料的结构与光学性质均显著下降 .

  • 纳米4-H碳化硅薄膜的掺杂现象

    张洪涛, 徐重阳, 邹雪城, 王长安, 赵伯芳, 周雪梅, 曾祥兵

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 722

    Abstract PDF

    对纳米晶SiC薄膜进行了P和B的掺杂 ,B掺杂效率比P高 ,其暗电导预前因子与激活能遵守Meyer Neldel规则 ,并有反转Meyer Neldel规则出现 .掺杂效率比非晶态碳化硅薄膜高是纳米碳化硅薄膜的特点之一 .非晶态中的隧穿和边界透射对输运有一定贡献 .

  • 量子阱结构中的等效宽度分析

    周小平, 周剑英, 杨爱龄, 李锡华, 江晓清, 王明华

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 725

    Abstract PDF

    在有效质量近似下 ,分析了有限深势阱的电子基态能级 ,并和有相同能级的无限深势阱模型作比较 ,用数值方法得到了不同电场下两者之间的阱宽的关系 ,首次得出经验公式 ,发现结果与前人的实验和理论结果吻合得很好 .分析了两种模型下的波函数和结合能 ,证实了有外加电场时采用零电场下的等效宽度的合理性 .

  • 量子点的形成对Si/Ge界面互扩散的影响

    周星飞, 施斌, 胡冬枝, 樊永良, 龚大卫, 蒋最敏

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 731

    Abstract PDF

    在Si(10 0 )衬底上低温生长了一层完全应变的Ge层 ,高温退火形成量子点 .我们用喇曼光谱研究了量子点形成时Si/Ge界面的互扩散现象 ,实验表明量子点的形成伴随着Si/Ge原子之间的互扩散 ,通常在Si衬底上形成的是SiGe合金量子点 ,而不是纯Ge量子点 .

  • 新型SiGe/Si异质结开关功率二极管的特性分析及优化设计

    高勇, 陈波涛, 杨媛

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 735

    Abstract PDF

    将SiGe技术应用于功率半导体器件的特性改进 ,提出了新型SiGe/Si异质结p i n开关功率二极管结构 ,在分析器件结构机理的基础上 ,用Medici模拟了该器件的特性并进行了优化设计 .结果表明 ,该功率二极管具有低的正向压降 ,较少的存贮电荷 ,其性能远远超过Si的同类型结构 .这种性能的改进无需采用少子寿命控制技术 ,因而很容易集成于功率IC中 .

  • 1×2全内反射型有机聚合物热光开关的研制

    杨建义, 江晓清, 杨方辉, 王明华, Ray T Chen

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 741

    Abstract PDF

    给出了完整的全内反射型有机聚合物热光开关的设计方案 ,并研制成功了 1× 2光开关 .所研制的X结结构全内反射光开关 ,在交叉态 ,具有约 2 5dB的消光比 ;在全反射状态下 ,消光比达 2 2dB ,相应的驱动功率约为 15 8mW(驱动电压 3 2V ,相应的驱动电流 49 4mA) .

  • 开管扩镓改善器件电参数性能的机理分析

    孙瑛

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 746

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    叙述了SiO2 /Si系开管扩镓工艺和镓掺杂原理 ,研究了镓掺杂与器件电参数的关系 ,并分析了改善器件性能的机理 .实验证明 ,采用SiO2 /Si系开管扩镓工艺 ,扩镓硅片表面状况、均匀性和重复性良好 ,镓杂质浓度分布理想 ,并能明显改善器件电参数性能 ,提高电参数一致性 ,增加成品率等 ,优于闭管扩镓、裸Si系开管扩镓和硼扩散 .

  • 外部电光测量的空间分辨率

    张红波, 王瑞, 陈开鑫, 杨罕, 张大明, 衣茂斌, 王国全, 马振昌

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 752

    Abstract PDF

    报道了用 6 5 0nm的半导体激光二极管建立的一个正面入射式外部电光测量装置 .用〈10 0〉面镀红光全反射膜的半绝缘GaP作为外部探头 ,提出以有效调制电压为测量对象 ,对外部电光测量装置进行了电场空间分辨率的测量 .实验结果表明 ,电场空间分辨率小于 1μm ,电压灵敏度为 12 6mV/Hz .

  • 一种用于DSCRL绝热电路的新型功率时钟(英文)

    罗家俊, 李晓民, 陈潮枢, 仇玉林

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 757

    Abstract PDF

    提出了一种用于DSCRL(双摆幅电荷恢复逻辑 )绝热电路的新型四相功率时钟 ,该功率时钟采用了非对称的方法来优化其时序 ,比已提出的采用对称技术来优化时序的六相功率时钟更简洁 .这种新型的功率时钟用于DSCRL绝热电路后 ,该电路仍然保持了其能量恢复的高效性 ,同时还降低了电路设计的复杂性 ,这一结论已被文中的HSPICE模拟结果证明 .

  • 一种新的不受寄生电容影响的电容式传感器接口电路

    曹新平, 张大成, 黄如, 张兴, 王阳元

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 762

    Abstract PDF

    给出了一种新的用于微小电容检测的接口电路 .在电荷传送电路的基础上 ,引入了一个用于参考微变电容读出的电荷传送电路部分 ,将检测电路与参考电路的输出进行差分放大 ,从而大大提高了电路的稳定性和检测灵敏度 ,同时此电路也保持了电荷传送电路检测微小电容变化不受寄生电容影响的特性 .

  • 一种快速光刻模拟中二维成像轮廓提取的新方法

    陈志锦, 史峥, 王国雄, 付萍, 严晓浪

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 766

    Abstract PDF

    在一种新颖的快速光刻模拟算法的基础上 ,提出了一种新的基于稀疏空间点光强计算的二维成像轮廓提取算法 .该算法能够根据版图特点合理选择采样线的位置 ,有效地确定轮廓线存在的范围 ,并根据在采样线上光强单调分布的特性来快速地搜寻轮廓点 .实验表明 ,这是一种快速高效的轮廓提取方案 ,能够适应光学邻近校正中巨大的运算量 .

  • 半导体器件与工艺综合

    鲁勇, 谢晓峰, 张文俊, 杨之廉

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 772

    Abstract PDF

    利用器件与工艺综合的思想 ,开发出自顶向下的新的器件和工艺设计方法 ,实现了该设计方法的MOSPAD软件 ,并利用MOSPAD系统做出了一定的综合结果 .做出了关于器件与工艺综合的两个实例 ,即对FIB器件的器件综合和对阱形成工艺模块进行的工艺综合 ,并证明了自顶向下的器件与工艺综合思想的可行性 .

  • 新型半导体清洗剂的清洗工艺

    曹宝成, 于新好, 马洪磊

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 777

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    报道了利用红外吸收谱、X射线光电子谱和表面张力测试仪对新型半导体清洗工艺进行研究的结果 .采用DGQ系列清洗剂清洗硅片时 ,首先需用HF稀溶液浸泡硅片 ,以利于将包埋于氧化层内的金属和有机污染物去除 ;溶液的配比浓度由临界胶束浓度和硅片表面的污染程度确定 ,要确保清洗过程中溶液内部有足够的胶束存在 ,一般DGQ 1、DGQ 2的配比浓度在 90 %到 98%之间 ;当温度接近表面活性剂溶液的浊点温度时 ,增溶能力最强 ,因而清洗液的温度定在 6 0℃ .

  • GaN_(1-x)P_x三元合金的MOCVD生长

    陈敦军, 毕朝霞, 沈波, 张开骁, 顾书林, 张荣, 施毅, 胡立群, 郑有炓, 孙学浩, 万寿科, 王占国

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(7): 782

    Abstract PDF

    用金属有机化学气相淀积技术在蓝宝石衬底上成功外延了高P组分的GaN1-xPx 三元合金 .俄歇电子能谱深度剖面结果表明在GaN1-xPx 中P的掺入量最高达到 2 0 %且分布均匀 ;X射线光电子能谱价态分析证实了外延层中Ga—P键的存在 .对不同P组分的GaN1-xPx 样品进行了低温光致发光 (PL)测试 ,与来自GaN衬底的带边发射相比 ,随三元合金中P组分的变化 ,GaN1-xPx 的PL峰呈现出了不同程度的红移 .在GaN1-xPx 的PL谱中没有观测到有关GaP的发射峰 ,表明该合金材料没有发生相分离 .

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