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Volume 24, Issue 1, Jan 2003

    CONTENTS

  • 固体源化学气相沉积生长c轴平行于衬底的ZnO薄膜(英文)

    吕建国, 叶志镇, 张银珠, 黄靖云, 赵炳辉

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 1

    Abstract PDF

    报道了利用固体源化学气相沉积 (SS- CVD)技术制备出 c轴平行于衬底的 Zn O薄膜 .固体 Zn(CH3COO) 2 ·2 H2 O为前驱体 ,在不同的生长条件沉积 Zn O薄膜 ,并利用 X射线衍射 (XRD)、原子力显微镜 (AFM)、光学透射谱对其性能进行研究 .结果表明 ,在玻璃衬底上 ,当衬底温度较低 (2 0 0℃ )、源温较高 (2 80℃ )时 ,Zn O薄膜呈 (10 0 )与(110 )的混合取向 ,即 c轴平行于衬底 .对此 ,文中给出了一个可能的定性解释 .AFM测试表明薄膜表面平整度不够理想 ,该薄膜在可见光区域透射率为 85 % ,光学带宽约为 3.2 5 e V.

  • 应变多量子阱DFB激光器有源区的优化设计(英文)

    张冶金, 朱林, 高志国, 陈明华, 董毅, 陈维友, 刘式墉, 谢世钟

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 6

    Abstract PDF

    利用一个简单模型对 1.5 5μm波长 In1 - x - y Gay Alx As MQW DFB激光器的阱数和腔长进行了优化 ,模拟得到了最高工作温度达 5 5 0~ 5 6 0 K,张弛振荡频率在 30 GHz以上的低阈值 MQW DFB.

  • 1.55μm张应变InGaAsP/InGaAsP量子阱偏振不灵敏半导体光放大器的优化设计(英文)

    邱伟彬, 何国敏, 董杰, 王圩

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 11

    Abstract PDF

    优化设计了 1.5 5 μm In Ga As P/In Ga As P张应变量子阱偏振不灵敏半导体光放大器的结构 .利用 k· p方法计算了多量子阱的价带结构 ,计算中考虑了 6× 6有效质量哈密顿量 .从阱宽、应变、注入载流子密度等方面计算了量子阱模式增益的偏振相关性 .

  • 利用弛豫谱技术对界面陷阱密度和其能量分布的研究(英文)

    霍宗亮, 毛凌锋, 谭长华, 许铭真

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 18

    Abstract PDF

    基于界面陷阱的定义 ,通过分别对亚阈值摆幅漂移和亚阈区栅电压漂移采用弛豫谱技术有效地提取了1.9nm MOS结构中的界面陷阱密度和它的能量分布 .发现这两种方法提取的界面陷阱密度的能量分布是自洽的 ,同时也与文献报道的 DCIV等方法的结果是一致的 .与其它的提取方法相比 ,采用弛豫谱技术的这两种方法更加简单和方便 .

  • 纳米电子束曝光(英文)

    刘明, 陈宝钦, 王云翔, 张建宏

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 24

    Abstract PDF

    JEOL JBX- 5 0 0 0 L S是矢量扫描的电子束曝光机 .系统采用 L a B6 灯丝 ,可以工作在 2 5 k V和 5 0 k V的加速电压下 .对该系统的分辨率、稳定性、场拼接和套刻精度进行了系列研究 ,得到了分辨率为 30 nm的图形 ,图形的套刻精度也优于 4 0 nm.

  • 镶嵌在超薄SiO_2层中的纳米硅的库仑阻塞现象

    石建军, 吴良才, 鲍云, 刘嘉瑜, 马忠元, 戴敏, 黄信凡, 李伟, 徐骏, 陈坤基

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 29

    Abstract PDF

    采用等离子体氧化和逐层 (layer by layer)生长技术在等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)系统中原位制备了 Si O2 /nc- Si/Si O2 的双势垒纳米结构 ,从 nc- Si薄膜的喇曼谱中观察到结晶峰 ,估算出该薄膜的晶化成分和平均晶粒尺寸分别约为 6 5 %和 6 nm.通过对该纳米结构的电容 -电压 (C- V)测量 ,研究了载流子的隧穿和库仑阻塞特性 .在不同测试频率的 C- V谱中观测到了由于载流子隧穿引起的最大电容值抬升现象 .通过低温低频 C- V谱 ,计算出该结构中 nc- Si的库仑荷电能为 5 7me V.

  • 立方相GaN的持续光电导

    张泽洪, 赵德刚, 孙元平, 冯志宏, 沈晓明, 张宝顺, 冯淦, 郑新和, 杨辉

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 34

    Abstract PDF

    研究了金属有机物化学气相外延 (MOVPE)方法生长的非故意掺杂的立方相 Ga N的持续光电导效应 .在六方相 Ga N中普遍认为持续光电导效应与黄光发射有关 ,而实验则显示在立方 Ga N中 ,持续光电导效应与其中的六方相 Ga N夹杂有关系 ,而与黄光发射没有关系 .文中提出 ,立方相 Ga N与其中的六方相 Ga N夹杂之间的势垒引起的空间载流子分离是导致持续光电导现象的物理原因 .通过建立势垒限制复合模型 ,解释了立方相 Ga N的持续光电导现象的物理过程 ,并对光电导衰减过程的动力学作了分析 .对实验数据拟合的结果证明以上的模型和推导是与实验相符的 .

  • 表面应力诱导InGaN量子点的生长及其性质

    李昱峰, 韩培德, 陈振, 黎大兵, 王占国

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 39

    Abstract PDF

    为了得到高性能的 Ga N基发光器件 ,有源层采用 MOCVD技术和表面应力的不均匀性诱导方法生长了 In-Ga N量子点 ,并通过原子力显微镜 (AFM)、透射电子显微镜 (TEM)和光致发光 (PL )谱对其微观形貌和光学性质进行了观察和研究 .AFM和 TEM观察结果表明 :In Ga N/ Ga N为平均直径约 30 nm,高度约 2 5 nm的圆锥 ;In Ga N量子点主要集中在圆锥形的顶部 ,其密度达到 5 .6× 10 1 0 cm- 2 .室温下 ,In Ga N量子点材料 PL谱强度大大超出相同生长时间的 In Ga N薄膜材料 ,这说明 In Ga N量子点有望作为高性能有源层材料应用于 Ga N基发光器件 .

  • 热氧化制备纳米氧化锌薄膜的光致发光和室温紫外激光发射

    张喜田, 刘益春, 支壮志, 张吉英, 申德振, 许武, 钟国柱, 范希武

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 44

    Abstract PDF

    利用低压 -金属有机汽相外延 (L P- MOCVD)工艺首先在二氧化硅衬底上生长硫化锌 (Zn S)薄膜 ,然后 ,将硫化锌薄膜在氧气中于不同温度下进行热氧化 ,制备出高质量的纳米氧化锌 (Zn O )薄膜 .X射线衍射 (XRD)结果表明 ,氧化锌具有六角纤锌矿晶体结构 .90 0℃氧化样品的光致发光 (PL )谱中 ,在波长为 3.3e V处观察到一束强紫外光致发光和相当弱的深能级发射 .紫外发光强度与深能级发射强度之比是 80 ,表明纳米 Zn O薄膜的高质量结晶 .在受激发射实验中观察到紫外激光发射 .

  • 大直径直拉硅中氮对原生氧沉淀的影响

    余学功, 杨德仁, 杨建松, 马向阳, 李立本, 阙端麟

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 49

    Abstract PDF

    研究了在大直径直拉硅单晶中掺氮 (N )对原生氧沉淀的影响 .通过高温一步退火 (10 5 0℃ )和低 -高温两步退火 (80 0℃ +10 5 0℃ )发现在掺 N直拉 (NCZ)硅中氧沉淀的行为与一般直拉 (CZ)硅是大不相同的 ,经过高温一步退火后 ,在氧化诱生层错环 (OSF- ring)区氧沉淀的量要小于空洞型缺陷 (voids)区 ,而经过低 -高温两步退火后 ,OSF-ring区的氧沉淀量要远远大于 voids区 .由此可得 ,在晶体生长过程中 ,N通过改变硅晶体中空位的浓度及其分布从而改变原生氧沉淀的尺寸和分布 .并在此基础上讨论了在大直径 NCZ硅中掺 N影响原生氧沉淀的机理 .

  • 热氧化法钝化硅片的少数载流子寿命

    崔灿, 杨德仁, 余学功, 马向阳, 李立本, 阙端麟

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 54

    Abstract PDF

    用高频光电导衰减法 (PCD)研究了热氧化钝化对直拉硅少子寿命的影响 .在 70 0~ 110 0℃范围热氧化不同时间 (0 .5~ 4 h)对直拉硅片表面进行钝化 ,实验结果表明 ,在 10 0 0℃下热氧化对硅片表面钝化的效果最好 ;而且发现热氧化 1.5 h后硅片的少子寿命值达到最大值 ,接近于其真实值 ,而随着热氧化时间的延长 (>1.5 h)少子寿命将会降低 ,这是由于直拉硅中过饱和的氧会沉淀下来形成氧沉淀 ,成为新的少子复合中心 .

  • 一维ZnSe半导体纳米材料的制备与特性

    李焕勇, 介万奇

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 58

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    在三种新溶剂三乙胺、二乙胺、三乙醇胺中 ,以 KBH4 为还原剂 ,由改进的溶剂热方法于 170℃制备了 Zn Se纳米材料 ,XRD、TEM研究表明最终产物为一维 Zn Se半导体纳米晶材料 ,室温产物为球形 Zn Se纳米材料 .初步研究了一维 Zn Se纳米材料的光学吸收和热稳定性 .结果表明 ,不同条件 (溶剂 ,温度 )下 Zn Se具有不同的形貌 ;Zn Se在常温下具有一定稳定性 ,4 0 0℃以上时在空气中可转化为 Zn O纳米材料 ;并用过渡态配合物的概念解释了实验现象 .

  • Co/C/Si(100)结构固相外延生长CoSi_2

    屈新萍, 徐蓓蕾, 茹国平, 李炳宗, W Y Cheung, S P Wong, Paul K Chu

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 63

    Abstract PDF

    采用 Co/C/Si多层薄膜结构的中间层诱导固相外延方法在 Si(10 0 )上制备外延 Co Si2 薄膜 .用四探针电阻仪、XRD、AES、RBS等分析手段对该结构固相反应形成的薄膜的电学特性、组分、晶体结构等进行了表征 .结果表明 ,Co/C/Si多层结构经快速热退火 ,可以在 Si(10 0 )衬底上得到导电性能和高温稳定性良好的 Co Si2 薄膜 .C层的加入阻碍了 Co和 Si的互扩散和互反应 ,从而促进了 Co Si2 在硅衬底上的外延 .

  • 硅基法布里-珀罗微腔的室温发光

    王燕, 但亚平, 岳瑞峰, 刘理天

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 69

    Abstract PDF

    提出了一种新型基于法布里 -珀罗 (F- P)微腔的发光器件结构 .它采用 PECVD方法制备的非晶硅 /二氧化硅结构作为微腔中的布拉格反射腔 ,非晶碳化硅薄膜作为中间光发射层 ,通过对一维方向光子的限制 ,使发光层荧光强度增强 ,谱线变窄 .通过调节发光层和反射腔膜厚及折射率 ,可以精确控制发光峰位 .实验结果证明该结构可望实现全硅基材料的强室温可见光发射 .

  • 频率响应法测量光强度调制器啁啾参数

    王安斌, 伍剑, 张帆, 林金桐

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 72

    Abstract PDF

    描述一种利用光纤频率响应法测量光强度调制器啁啾参数的方法 .通过利用网络分析仪测量光强度调制器(电吸收调制器和马赫 -曾德尔型铌酸锂调制器 )经过光纤后的频率响应特性 ,从而间接测量啁啾参数 .实验结果与理论相吻合 .

  • 氮注入多晶硅栅对超薄SiO_2栅介质性能的影响

    许晓燕, 谭静荣, 黄如, 张兴

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 76

    Abstract PDF

    p+ 多晶硅栅中的硼在 Si O2 栅介质中的扩散会引起栅介质可靠性退化 ,在多晶硅栅内注入 N+ 的工艺可抑制硼扩散 .制备出栅介质厚度为 4 .6 nm的 p+栅 MOS电容 ,通过 SIMS测试分析和 I- V、C- V特性及电应力下击穿特性的测试 ,观察了多晶硅栅中注 N+工艺对栅介质性能的影响 .实验结果表明 :在多晶硅栅中注入氮可以有效抑制硼扩散 ,降低了低场漏电和平带电压的漂移 ,改善了栅介质的击穿性能 ,但同时使多晶硅耗尽效应增强、方块电阻增大 ,需要折衷优化设计 .

  • 1V 2.5GHz压控振荡器设计

    李天望, 曾晓军, 洪志良

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 80

    Abstract PDF

    设计了 1V ,2 .5 GHz的全集成压控振荡器 .通过优化集成电感的设计 ,同时采用 NMOS管和开关电容阵列作为可变电容 ,使该设计具有较低的相位噪声和较宽的调谐范围 .采用 0 .18μm CMOS工艺进行仿真 ,结果显示 ,在1V电源电压下 ,在偏离中心频率 6 0 0 k Hz处的相位噪声为 - 119d Bc/ Hz,调谐范围为 2 8% ,功耗为 3.6 m W.

  • 一种新的相位开关实现技术及其在射频双模预分频器中的应用

    池保勇, 石秉学

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 85

    Abstract PDF

    提出了一种新的相位开关实现技术 .基于这种技术设计了一个 2 / 3分频器单元 ,该单元结构简单 ,工作频率高 ,功耗低 .为了验证该技术 ,采用 0 .2 5μm CMOS数字工艺实现了一个 12 8/ 12 9双模预分频器 .对该芯片的测试结果表明其能正确工作于 GHz频率范围 .当工作频率为 2 .3GHz时 ,它消耗的电流仅为 13.5 m A(2 .5 V电源电压 ) ,芯片面积为 0 .4 7mm× 0 .4 7m m.

  • 填充不流动胶的倒装焊封装中芯片的断裂问题

    彩霞, 黄卫东, 徐步陆, 程兆年

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 90

    Abstract PDF

    用断裂力学方法和有限元模拟分析了填充不流动胶芯片断裂问题 .模拟时在芯片上表面中心预置一裂缝 ,计算芯片的应力强度因子和能量释放率 .模拟表明 ,由固化温度冷却到室温时 ,所研究的倒装焊封装在填充不流动胶时芯片断裂临界裂纹长度为 12 μm,而填充传统底充胶时为 2 0 μm.模拟结果显示芯片断裂与胶的杨氏模量和热膨胀系数相关 ,与胶的铺展关系不大 .焊点阵列排布以及焊点位置也会影响封装整体翘曲和芯片断裂 .

  • 面向寄存器的流水线处理器建模及验证方法

    何虎, 孙义和

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 98

    Abstract PDF

    提出了一种新的流水线处理器功能的验证方法 ,这种方法的主要思想是通过验证流水线处理器中所有寄存器的功能来验证处理器的功能 .流水线处理器绝大部分是由同步电路组成的 ,同步电路的状态则完全由寄存器的状态决定 ,因此如果能够保证每个寄存器功能正确就可以保证整个同步电路功能正确 .对于流水线处理器来说 ,寄存器状态的变迁是由处理器的原始输入和寄存器本身状态决定的 .原始输入包括控制信号 (如复位信号 )和数据输入 (如指令输入 ) .如果把对每个寄存器的赋值操作转换成对控制信号和数据输入的操作 ,就可以生成一个验证序列 ,这个序列包括每个

  • 全耗尽CMOS/SOI工艺

    刘新宇, 孙海峰, 刘洪民, 陈焕章, 扈焕章, 海潮和, 和致经, 吴德馨

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 104

    Abstract PDF

    对全耗尽 CMOS/ SOI工艺进行了研究 ,成功地开发出成套全耗尽 CMOS/ SOI抗辐照工艺 .其关键工艺技术包括 :氮化 H2 - O2 合成薄栅氧、双栅和注 Ge硅化物等技术 .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、2 0 0 0门门海阵列等 ) ,其中 ,n MOS:Vt=0 .7V,Vds=4 .5~ 5 .2 V,μeff=4 6 5 cm2 / (V· s) ,p MOS:Vt=- 0 .8V ,Vds=- 5~ - 6 .3V,μeff=2 6 4 cm2 / (V· s) .当工作电压为 5 V时 ,0 .8μm环振单级延迟为 4 5 ps

  • 半导体科学基础研究面临新的发展机遇——国家自然科学基金半导体学科2002年申请概况分析

    何杰

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(1): 109

    Abstract PDF

    信息科学不断发展 ,对半导体科学研究提出了更高要求。微电子学的实验室水平已经进入纳米电子学范畴 ;光电子学、光电子和光子集成也不断发展 ;而纳电子学、自旋电子学、分子电子学、生物电子学和量子信息学等领域的研究蓬勃开展 ,相关的新材料、新器件探索层出不穷。这些研究的不断深入、彼此之间的交叉融合 ,将会不断推动半导体科学的发展。文中简述了 2 0 0 2年半导体学科基金申请与资助概况及近期走向 ,并附 2 0 0 2年半导体学科批准资助的面上及重点项目 ,供有关科技工作者参考。

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