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Volume 24, Issue 7, Jul 2003

    CONTENTS

  • 一种用于分离pMOS器件热载流子应力下氧化层陷阱电荷和界面陷阱电荷对阈值电压退化作用的方法(英文)

    杨国勇, 王金延, 霍宗亮, 毛凌锋, 谭长华, 许铭真

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 673

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    在电荷泵技术的基础上,提出了一种新的方法用于分离和确定氧化层陷阱电荷和界面陷阱电荷对p MOS器件热载流子应力下的阈值电压退化的作用,并且这种方法得到了实验的验证.结果表明对于p MOS器件退化存在三种机制:电子陷阱俘获、空穴陷阱俘获和界面陷阱产生.需要注意的是界面陷阱产生仍然是p MOS器件热载流子退化的主要机制,不过氧化层陷阱电荷的作用也不可忽视.

  • 人工神经网络在解深亚微米MOSFETs反型层量子效应模型中的应用(英文)

    林榕, 周欣, 刘伯安

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 680

    Abstract PDF

    应用前馈神经网络解深亚微米MOSFETs反型层量子效应模型.此方法需要用神经网络解微分方程的特征值问题以及积分方程.首先以此方法解具有Morse势函数的Schro¨dinger方程来验证此方法的精度,然后,以此方法解Schro¨dinger方程和Poisson方程的近似模型——三角势阱模型.该方法易于实现,便于扩展到二维模型,方便模拟.

  • 基于多孔硅牺牲层技术的压阻式加速度传感器的分析和设计(英文)

    周俊, 王晓红, 姚朋军, 董良, 刘理天

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 687

    Abstract PDF

    分析并设计了一种利用高选择自停止的多孔硅牺牲层技术制作压阻式加速度传感器的工艺,并利用外延单晶硅作为传感器的结构材料,这种工艺能精确地控制微结构的尺寸.利用多孔硅作牺牲层工艺,使用加入硅粉和(NH4 ) 2 S2 O8的TMAH溶液通过在薄膜上制作的小孔释放多孔硅,能很好地保护未被覆盖的铝线.该工艺和标准的CMOS工艺完全兼容.

  • 高斜效率高功率850nm氧化限制型垂直腔面发射激光器(英文)

    岳爱文, 张伟, 詹敦平, 王任凡, 沈坤, 石兢

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 693

    Abstract PDF

    报道了MOCVD生长的高性能85 0 nm氧化限制型垂直腔面发射激光器.研制出的氧化直径为9μm的激光器2 5℃时的斜效率和阈值电流分别为0 .82 m W/m A和2 .5 9m A,激光器在2 3m A时输出16 m W最大光功率.氧化直径为5μm的激光器2 5℃时的最小阈值电流为5 70μA,其最大饱和光功率为5 .5 m W.

  • 离子注入4H-SiC MESFET器件的夹断电压(英文)

    王守国, 张义门, 张玉明

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 697

    Abstract PDF

    考虑离子注入沟道和沟道深度的影响,提出了精确的离子注入4 H- Si C MESFET器件夹断电压的理论计算方法.注入浓度由蒙特卡罗模拟软件TRIM提取计算.研究了温度、外延层受主浓度、注入离子激活率对夹断电压的影响.

  • 新颖的IGBT SPICE模型及非破坏参数提取和验证(英文)

    袁寿财, 朱长纯

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 702

    Abstract PDF

    提出并优化了一种和现有SPICE软件如HSPICE完全兼容的IGBT等效电路模型.该模型摒弃了双极晶体管的所谓准静态假设而用精确的双极输运理论进行分析,更符合IGBT的实际工作条件.利用电压控制可变电阻模型等效IGBT的n- 外延层的电导调制效应,取得了很好的效果.基于器件的非破坏实测参数以器件物理方程为基础的模型参数提取,计算依据正确,物理意义明确.用该模型计算了IGBT的I- V特性、开关特性等,与实测符合较好,误差不超过8% ,此结果比已报道的同类模型要好,且更为简单方便.

  • 双量子点分子中激子的动态局域化行为

    刘承师, 马本堃, 王立民

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 707

    Abstract PDF

    采用两点Hubbard模型和Floquet定理研究了在交变电场驱动下双量子点分子中激子的动力学行为.数值计算表明,系统准能随交变电场振幅的变化会出现一系列严格交叉和回避交叉.在某些弱场区的准能交叉点处,初始局域在一个量子点的电子和空穴依旧保持其初始局域状态.特别是随着两粒子之间的库仑相互作用的增强,这种动态局域化程度也得到加强.在强场区准能交叉点处,激子的动态局域化也能够建立起来.应用微扰理论求解Floquet方程,得到准能的解析解,可更清晰地了解系统的这种动态局域化特性

  • GaP_(1-x)N_x混晶的喇曼散射谱

    高玉琳, 吕毅军, 郑健生, 张勇, Mascarenhas A, 辛火平, 杜武青

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 714

    Abstract PDF

    在室温下测试了Ga P1 - x Nx(x=0 .0 5 %~3.1% )混晶的喇曼散射谱.在一级喇曼散射谱中观测到了Ga P的L O(Γ)模和强度较弱的禁戒TO(Γ)模以及N的局域模(495 cm- 3) .在N组分较高的一组样品(x=1.3%~3.1% )中,还观察到了位于Ga P的L O(Γ)模和TO(Γ)模之间的由N导致的L O(N)模的喇曼频移(387cm- 1 ) ,其强度随着N浓度的增加而增强.在二级喇曼散射谱中,除了观测到布里渊区中心的声子散射峰2 L O(Γ)外,还观测到了布里渊区边界的声子散射峰2 L O(L )、2 TO(X)以及L O(L ) +TO(X) .且边界散射峰的强度比中心散射峰更强.另外在组分x=0 .6 %和x=0 .81%的样品

  • 半绝缘砷化镓单晶中的晶体缺陷

    徐岳生, 张春玲, 刘彩池, 唐蕾, 王海云, 郝景臣

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 718

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    通过化学腐蚀、金相显微观察、透射电子显微镜、扫描电镜和X射线异常透射形貌等技术,研究了半绝缘砷化镓单晶中的位错和微缺陷.实验发现用常规液封直拉法制备出的直径大于或等于75 mm的半绝缘砷化镓单晶在晶体周边区域,一般都有由高密度位错的运动和反应而形成的蜂窝状网络结构,并且位错和微缺陷之间,有着强烈的相互作用,位错吸附微缺陷,微缺陷缀饰位错.

  • ZnO材料的电子输运特性

    郭宝增, 王永青, 宗晓萍, 孙荣霞, 宋登元, Umberto Ravaioli, Maritin Staedele

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 723

    Abstract PDF

    用全带Monte Carlo方法模拟了纤锌矿Zn O材料电子的稳态和瞬态输运特性.稳态输运特性包括稳态平均漂移速度-电场特性、电子平均能量-电场特性和在不同电场下电子按能量的分布.在平均漂移速度-电场特性中发现了微分负阻效应.Zn O的瞬态输运特性包括平均漂移速度-位移关系曲线、渡越时间-位移关系曲线等.在平均漂移速度-位移关系曲线中发现了过冲现象,这种现象是电子从低能谷到高能谷跃迁过程中的弛豫时间产生的.

  • 退火处理对ZnO薄膜结晶性能的影响

    吕建国, 叶志镇, 黄靖云, 赵炳辉, 汪雷

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 729

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    研究了退火处理对Zn O薄膜结晶性能的影响.Zn O薄膜由直流反应磁控溅射技术制得,并在O2 气氛中不同温度(2 0 0~10 0 0℃)下退火,利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)对其结晶性能进行了研究,提出了一个较为完善的Zn O薄膜退火模型.研究表明:热处理可使c轴生长的薄膜取向性增强;随退火温度的升高,薄膜沿c轴的张应力减小,压应力增加;同时晶粒度增大,表面粗糙度也随之增加.在6 4 0℃的应力松弛温度(SRT)下,Zn O薄膜具有很好的c轴取向,沿c轴的应力处于松弛状态,晶粒度不大,表面粗糙度较小,此时Zn O薄膜的结晶性能最优.

  • 用于半导体激光器热沉的金刚石膜/Ti/Ni/Au金属化体系的研究

    潘存海, 李俊岳, 花吉珍, 王少岩

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 737

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    提出了一种用于半导体激光器热沉的金刚石膜/ Ti/ Ni/ Au金属化体系.采用金属化前期预处理、电子束蒸镀技术和后续低温真空热处理,金属层和金刚石膜之间获得了良好的结合强度.AES分析表明Ti/ Ni/ Au金刚石膜金属化体系中,Ni层起到了良好的阻挡效果;XRD显示预处理过的金刚石膜,镀膜后经过6 73K,2 h低温真空热处理,Ti/金刚石膜界面形成Ti O和Ti C;RBS分析进一步证实该金属化体系在6 73K,1h真空加热条件下具有良好的热稳定性.采用完全相同的半导体激光器结构,金刚石膜热沉的热阻仅为氮化铝热沉的4 0 % .

  • TIGBT的稳态和瞬态模型

    张莉, 鲁耀华, 田立林

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 743

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    从沟槽绝缘栅双极晶体管(TIGBT)的物理结构出发,提出了TIGBT的稳态模型和瞬态模型.该模型不仅考虑了槽底电子积累层引起的基区电导调制作用增强效应,而且还考虑到缓冲层对器件性能的影响.通过与器件模拟结果的比较,表明该模型能准确地描述TIGBT稳态和瞬态时的物理特性.

  • 确定PHEMT器件等效电路的一种新方法

    谢利刚, 张斌

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 748

    Abstract PDF

    提出了一种新的确定PHEMT器件小信号等效电路方法.这种方法包括对本征元件与非本征元件的解析求解以及逆向求解优化非本征元件,从而提高非本征元件值的精度,使得整个等效电路的精度大大提高.这种方法迅速而准确,用Matlab编制的程序可重复使用.确定的等效电路可以很好地与测量值吻合至2 0 GHz.

  • InGaP/GaAs HBT微波功率放大器的设计

    钱永学, 刘训春

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 753

    Abstract PDF

    采用模拟退火算法提取出异质结双极晶体管器件的大信号Gum mel- Poon模型参数,利用所提取出的模型参数设计出具有很低静态功耗的190 0 MHz两级AB类功率放大器.该功放的功率增益为2 6 d B,1d B压缩点输出功率为2 8d Bm,对应的功率附加效率和邻近信道功率比分别为38.8%、- 30 .5 d Bc,1d B压缩点处的各阶谐波功率均小于- 4 0 d Bc.

  • 兼容标准CMOS工艺的高压器件设计与模拟

    刘奎伟, 韩郑生, 钱鹤, 陈则瑞, 于洋, 饶竞时, 仙文岭

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 758

    Abstract PDF

    在Synopsys TCAD软件环境下,模拟实现了与0 .5 μm标准CMOS工艺兼容的高压CMOS器件,其中NMOS耐压达到10 8V,PMOS耐压达到- 6 9V.在标准CMOS工艺的基础上添加三块掩膜版和五次离子注入即可完成高压CMOS器件,从而实现高、低压CMOS器件的集成.此高压兼容工艺适用于制作带高压接口的复杂信号处理电路.

  • 一种适用于高速串行数据通信的发送器

    叶菁华, 陈一辉, 郭淦, 洪志良

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 763

    Abstract PDF

    介绍了一种采用深亚微米CMOS工艺实现的单片集成发送器的设计.该发送器适用于高速串行硬盘接口,主要由时钟发生器、并串转换电路和片内阻抗匹配的线驱动器三大模块组成.发送器采用0 .18μm六层金属单层多晶N阱CMOS工艺实现,芯片面积1.3mm×0 .78mm .测试结果表明时钟发生器可工作在1.5 GHz的频率下,数据可以正常发送.发送器总体功耗为95 m W,输出共模电平2 70 m V ,单端输出幅度2 70 m V.

  • 一个易于系统集成的变步长反馈数字DC-DC变换模块

    原钢, 石寅

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 769

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    提出了一种采用单比较器变步长反馈控制和占空比抖动方法的数字DC- DC变换模块.它用6位二进制分辨率占空比的PWM信号实现了7位的电压分辨率.变步长反馈控制的使用使得它具有比恒定步长方案更好的动态性能,而且没有过多增加控制器的复杂度.在1MHz的开关频率下,控制器自身功耗小于0 .5 m W(不含功率开关及驱动部分) .由于电路的模拟部分极少,因此易与数字系统进行单芯片集成.

  • 一种开关电流电路时钟馈通的补偿技术

    李拥平, 石寅

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 775

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    提出一种开关电流电路时钟馈通的补偿技术.这种技术可以同时取消误差电流中的常数项和信号关联项.在相同工艺条件下的HSPICE仿真结果表明:文中提出的时钟馈通补偿技术的开关电流存储单元与基本的开关电流存储单元相比,误差电流减小了10 0倍.

  • 不同注F剂量与CMOS运放电路辐照损伤的相关性

    任迪远, 陆妩, 余学锋, 郭旗, 张国强, 胡浴红, 王明刚, 赵文魁

    Chin. J. Semicond.  2003, 24(7): 780

    Abstract PDF

    在不同注F剂量条件下,对P沟和N沟两种不同差分对输入CMOS运放电路的电离辐照响应进行了研究.分析比较了注F和未注F运放电路电离辐照响应之间的差异.结果表明,在栅场介质注入适量的F,可有效抑制辐照感生的氧化物电荷尤其是界面态的增长,从而提高CMOS运放电路的抗辐照特性.

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