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Volume 25, Issue 4, Apr 2004

    CONTENTS

  • SCDI结构快闪存储器件Ⅰ:模拟与分析(英文)

    欧文, 钱鹤

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 361

    Abstract PDF

    研制成一种台阶沟道直接注入(SCDI)器件,通过在沟道的中间制作一个浅的台阶来改变热载流子的注入方式,从而获得了高的编程速度和注入效率,降低了工作电压.并对SCDI器件结构和常规器件结构进行了模拟分析,提出了改进SCDI器件性能的优化方案

  • 一种低功耗的高性能四路组相联CMOS高速缓冲存储器(英文)

    孙慧, 李文宏, 章倩苓

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 366

    Abstract PDF

    采用0 .1 8μm/ 1 .8V1 P6 M数字CMOS工艺设计并实现了一种用于高性能32位RISC微处理器的6 4 kb四路组相联片上高速缓冲存储器(cache) .当采用串行访问方式时,该四路组相联cache的功耗比采用传统并行访问方式在cache命中时降低2 6 % ,在cache失效时降低35 % .该cache的设计中还采用了高速电路模块如高速电流灵敏放大器和分裂式动态tag比较器等来提高电路工作速度.电路仿真结果显示cache命中时从时钟输入到数据输出的延时为2 .7ns

  • 嵌入式开关电容DC-DC变换器的新颖控制技术(英文)

    耿莉, 陈治明, 赵敏玲

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 372

    Abstract PDF

    提出了一种针对单片集成开关电容DC- DC变换器进行优化的设计方案.阐述了开关电容DC- DC变换器电路的拓扑结构及其基本工作原理,给出了单片集成开关电容DC- DC变换器的等效电阻控制方法.考虑到集成工艺的兼容性问题,在电路设计时,用n沟MOSFET替代二极管;为了改善变换器的输出特性,在标准2μm p阱双层多晶硅单层金属CMOS工艺中增加了一次MOSFET阈值电压的调整步骤,实现了升压开关电容DC- DC变换器的单片集成.芯片面积为0 .4 mm2 ,测试结果显示,在变换器输入电压为3V,输出电压为5 V,电路开关频率为9.8MHz时,输出功率为0 .6 3m W,效率达到6 8% .

  • 一种新的1024点基-2 FFT旋转因子产生电路的结构(英文)

    李金城, 杨华中

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 377

    Abstract PDF

    设计了一个新的无存储器的基- 2 1 0 2 4点FFT旋转因子产生电路.这个旋转因子产生电路用若干逻辑模块来产生数据,然后用这些数据合成所需要的旋转因子.用Synopsys Power Compiler进行功耗分析表明,用TSMC0 .2 5 μm CMOS工艺综合出来的电路在5 0 MHz时的功耗为2 m W.这种旋转因子产生电路非常适合用于低功耗的设计中,尤其是移动通信和其他手持设备中.

  • 一种同时实现算子调度与数据流图划分的高层次综合算法(英文)

    王磊, 魏少军

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 383

    Abstract PDF

    选择分模块的数据通道作为高层次综合的目标结构,完整地定义了同时实现算子调度和数据流图划分的高层次综合算法,并提出一种有效的启发式求解方法.与传统的结构相比,由于在关键路径中消除了全局连线的延时,分模块的结构可以有效地减小时钟周期、优化电路性能.实验结果验证了该方法的有效性

  • 串扰噪声约束下的过点分配算法(英文)

    姚海龙, 周强, 洪先龙, 蔡懿慈

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 388

    Abstract PDF

    提出了一种在过点分配阶段解决噪声耦合效应问题的算法.该算法采用优先队列同拆线重布策略相结合的方法,控制由互连线耦合电容引起的串扰噪声.算法中,首先按照线长和约束限制,将线网划分到若干个优先队列中.然后,将每个优先队列的过点分配问题转换为线性分配问题.在完成一个线网队列的分配后,通过过点分配后处理过程检查串扰约束满足情况,对违反约束的线网对进行拆除,放入后续线网队列进行重新分配.实验数据表明,该算法能够取得好的效果

  • As~+/N_2~+组合离子注入Si的损伤退火及杂质浓度分布

    韩宇, 肖鸿飞, 高雅君, 马德录

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 394

    Abstract PDF

    采用双晶X射线衍射仪测量了相同注入能量、不同注入剂量的As+ / N2 + 组合离子注入Si的衍射曲线,借助X射线衍射的运动学理论和离子注入的多层模型,对衍射曲线进行拟合,得到了晶格应变随注入深度的分布及辐射损伤分布.在5 0 0~90 0℃下进行等时热退火,对辐射损伤经退火的晶格恢复进行了研究.用L SS理论计算了同样注入条件下的杂质浓度分布,并对二者进行了比较分析

  • 光伏新材料a-CN_x薄膜的光电响应性质

    刘梅苍, 周之斌, 丁正明, 崔容强

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 400

    Abstract PDF

    采用离子束溅射反应沉积技术,以高纯N2 为工作气体,利用在不同气压下产生的离子束轰击石墨靶,在石英基片上溅射出的碳原子与氮离子反应,沉积出a- CNx 薄膜.在室温下,研究薄膜的暗电导和在卤素光源照射下的光电导、光响应增益、响应时间等性质,以及制备工艺和掺杂、氢化对这些性质的影响及关系.实验结果表明:未掺杂的a- CNx 薄膜的光响应增益达1 8,磷掺杂薄膜的光响应增益为3.0 ,经过氢化处理的未掺杂a- CNx 薄膜的光响应增益为30 ,光响应时间大约为30 0 s.

  • 硅衬底上PZT薄膜的制备及其特性分析

    杨莺, 陈治明, 赵高扬

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 404

    Abstract PDF

    利用溶胶-凝胶提拉技术在低阻硅衬底上以钛酸铅(PT)作缓冲层,成功地制备了锆钛酸铅(PZT)高介电常数介质膜,其锆钛组分比为4 5∶5 5 .研究了薄膜结晶状态与制备条件的关系及相应的介电、铁电特性.结果表明,用这种方法制备的PZT薄膜在80 0℃退火1 5 m in晶化已相当完善,以(1 1 0 )为择优取向;这些样品的结晶尺度根据衍射峰的半高宽估计为1 4~2 5 nm左右;采用Sawyer- Tower电路和L CR电桥测试法获得的结果表明,经过80 0℃退火1 5 min的PZT样品,其剩余极化强度为4 7.7μC/ cm2 ,矫顽场强为1 8k V/ cm,介电常数为1 5 8,损耗因子为0 .0 4~0 .0 5 5

  • Si(111)衬底无微裂GaN的MOCVD生长

    张宝顺, 伍墨, 陈俊, 沈晓明, 冯淦, 刘建平, 史永生, 段丽宏, 朱建军, 杨辉, 梁骏吾

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 410

    Abstract PDF

    采用Al N插入层技术在Si(1 1 1 )衬底上实现无微裂Ga N MOCVD生长.通过对Ga N外延层的a,c轴晶格常数的测量,得到了Ga N所受张应力与Al N插入层厚度的变化关系.当Al N厚度在7~1 3nm范围内,Ga N所受张应力最小,甚至变为压应力.因此,Ga N微裂得以消除.同时研究了Al N插入层对Ga N晶体质量的影响,结果表明,许多性能相比于没有Al N插入层的Ga N样品有明显提高

  • 腐蚀坑处氮化镓二次MOCVD外延生长的特性

    陆敏, 方慧智, 陆曙, 黎子兰, 杨华, 章蓓, 张国义

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 415

    Abstract PDF

    利用熔融KOH液对单层Ga N腐蚀后进行二次MOCVD外延生长,对不同二次生长时间的薄膜及生长前的薄膜进行扫描电子显微、X射线衍射和光致发光测试,实验结果表明二次生长2 h的薄膜具有最低的位错密度和最好的光学特性.在腐蚀坑处,坑中早期的慢速生长及后期的侧向生长都抑制穿透螺位错的生长,坑边缘与中心的非对称生长会引入新的穿透刃位错,莲花状坑结构相遇连通可以使连通处的穿透刃位错消失.

  • 高剂量Ge离子注入直接形成nc-Ge的研究

    曾颖秋, 卢铁城, 沈丽如, 李恒, 杨经国, 邹萍, 林理彬

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 419

    Abstract PDF

    报道了分别采用剂量为1e1 6 ,1e1 7,5e 1 7和1e1 8cm- 2的高剂量Ge离子注入,不需退火即可在Si O2中直接形成Ge纳米晶的新现象.采用掠入射X射线衍射和激光喇曼谱等实验手段对样品进行了物相分析.结果表明,高剂量Ge离子注入可在SiO2 薄膜中直接形成Ge纳米晶(nc- Ge) ;非晶态Ge向晶态Ge发生相变的阈值剂量约为1e1 7cm- 2 ,离子注入直接形成的nc- Ge内部具有较大压应力,随着注入剂量的提高,nc- Ge的尺寸和含量均有提高.对纳米晶形成机理的研究认为,在Ge离子注入剂量达到阈值,此时膜中Ge非晶态团簇浓度达到饱和甚至过饱和,新入射的

  • 碲化锌插入层对碲化镉太阳电池性能参数影响的分析

    鄢强, 冯良桓, 武莉莉, 张静全, 郑家贵, 蔡伟, 蔡亚平, 李卫, 黎兵, 宋慧瑾, 夏庚培

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 424

    Abstract PDF

    分析了有Zn Te/ Zn Te∶Cu插入层的Cd Te太阳电池在能带结构上的变化.通过对比有无插入层的Cd Te太阳电池在C- V特性、I- V特性、光谱响应上的不同,肯定了插入层对改善背接触特性的作用,发现它还可以改善器件前结Cd S/ Cd Te的二极管特性和短波光谱响应.实验结果还表明,不掺杂的Zn Te对提高器件的效率是必要的.恰当的不掺杂层厚度和退火温度能有效地改进Cd Te太阳电池的性能,而对填充因子的提高最为显著

  • 在线检测多晶硅薄膜热导率测试结构的设计与模拟

    许高斌, 黄庆安

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 430

    Abstract PDF

    提出了一种在线测试表面加工多晶硅薄膜热导率的结构,推导了热学模型,给出了测试方法,用ANSYS验证了热学模型.该方法避免了测试结构放置在真空中的缺点,有望在工艺线上得到应用.

  • HALO结构pMOSFETs在V_g=V_d/2应力模式下应力相关的热载流子退化

    胡靖, 赵要, 许铭真, 谭长华

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 436

    Abstract PDF

    研究了超薄栅(2 .5 nm )短沟HAL O- p MOSFETs在Vg=Vd/ 2应力模式下不同应力电压时热载流子退化特性.随着应力电压的变化,器件的退化特性也发生了改变.在加速应力下寿命外推方法会导致过高地估计器件寿命.在高场应力下器件退化是由空穴注入或者电子与空穴复合引起的,随着应力电压的下降器件退化主要是由电子注入引起的.最后,给出了两种退化机制的临界电压并在实验中得到验证

  • 槽栅MOSFET's的阈值电压解析模型

    张晓菊, 任红霞, 冯倩, 郝跃

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 441

    Abstract PDF

    给出了槽栅MOSFET的阈值电压解析模型,该模型反映了器件的阈值电压随不同结构和工艺参数变化的规律.分析和对比结果显示,该模型较好地表征了小尺寸槽栅器件的阈值电压特性,是一个较为理想的解析模型

  • 晶向对InGaP/GaAs HBT性能的影响

    石瑞英, 刘训春, 孙海峰, 袁志鹏

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 446

    Abstract PDF

    在对In Ga P/ Ga As HBT特性的研究中发现,发射极长边与主对准边垂直([0 1 1 ]方向)和平行([0 1 1 ]方向)放置时,其直流电流增益和截止频率是不同的.[0 1 1 ]方向的直流电流增益远远大于[0 1 1 ]方向,而它的截止频率则略小于[0 1 1 ]方向.文献中认为电流增益的不同是压电效应产生的,但这种观点并不能很好地解释截止频率的晶向依赖性.文中用压电效应和两个互相垂直方向上发射区侧向腐蚀形状的不同很好地解释了所有实验结果

  • 多栅GaAs MESFET开关的结构设计

    陈新宇, 郝西萍, 陈继义

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 450

    Abstract PDF

    论述了多栅开关的结构和特点.针对多栅开关器件结构设计中的参数栅栅间距的选取作了分析,确定当栅栅间距等于源漏间距对栅数的平均值时,开关性能最优,并在实验中得到验证

  • 新型双异质结双平面掺杂功率PHEMT

    陈震, 和致经, 魏珂, 刘新宇, 吴德馨

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 454

    Abstract PDF

    设计并制作了双异质结双平面掺杂的Al0 .2 4 Ga0 .76 As/ In0 .2 2 Ga0 .78As/ Al0 .2 4 Ga0 .76 As功率PHEMT器件,采用双选择腐蚀栅槽结构,有效提高了PHEMT器件的输出电流和击穿电压.对于1μm栅长的器件,最大输出电流为5 0 0 m A/ mm ,跨导为2 75 m S/ m m,阈值电压为- 1 .4 V,最大栅漏反向击穿电压达到了33V .研究结果表明,在栅源间距一定时,栅漏间距对于器件的输出电流、跨导和击穿电压有很大关系,是设计功率PHEMT的关键之一.

  • 采用注入隔离制造的AlGaN/GaN HEMTs器件

    肖冬萍, 刘键, 魏珂, 和致经, 王润梅, 刘新宇, 吴德馨

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 458

    Abstract PDF

    对Al Ga N/Ga N HEMT器件采用离子注入技术注入氦离子进行隔离,应用该技术制造出的器件在室温下具有很好的特性.器件的阈值电压在- 3V左右时,源漏间电流为几十n A.肖特基势垒的反向漏电流在- 1 0 V下约为几百n A.与采用干法刻蚀技术进行隔离的器件相比,采用离子注入技术不但可以获得全平面化的HEMTs器件而且还有效地抑制了场区漏电.研究还表明氦离子注入的温度稳定性大于70 0℃.

  • 带主从式T/H电路的折叠插值A/D转换器

    刘飞, 贾嵩, 卢振庭, 刘凌, 吉利久

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 462

    Abstract PDF

    提出了一种主从式T/H电路,有效解决了折叠ADC预处理器限制输入信号带宽的问题,使预处理电路速度及稳定性得到大幅度改善;同时该T/H结构使用内部差分误差补偿技术,在高采样率情况下保持良好的精度,有效抑制了电荷注入、时钟馈通等问题.在1 .2 μm SPDM标准数字CMOS工艺条件下,实现6 bit CMOS折叠、电流插值A/D转换器.仿真结果:采样频率为2 5 0 Ms/s时,功耗小于30 0 m W,输入信号带宽约80 MHz,输入模拟信号和二进制输出码输出之间延迟为2 .5个时钟周期

  • 非对称Y分叉全内反射型全光开关

    陈克坚, 唐奕, 占恒正, 杨爱龄, 李锡华, 王明华, 江晓清

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 468

    Abstract PDF

    基于全内反射原理和光生载流子注入效应,研究了一种Y分叉全内反射型全光开关.当控制光(波长为80 5 nm)的强度达到1 5 0 W/ m m2时,对于1 31 0 nm波长,其开关的消光比可以达到1 8d B,并对光注入开关机理做了简单的探讨

  • 单向激励源在TD-BPM中的应用

    周勤存, 梅维泉, 陈学文, 何赛灵

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 472

    Abstract PDF

    把单向激励源应用到隐式时域光束传播方法(TD- BPM)中,结合交替方向隐式方法(ADIM)及Grank- Nicho-son差分原理,给出了单向激励源在隐式TD- BPM中的具体实现方法.通过该方法可以方便地得到各种有反射结构的反射场和总场,在模拟计算不连续界面的反射、透射问题中有重要的作用.通过几个基本问题得到了该方法的各种计算结果,验证了该方法的有效性

  • 基于MEMS技术的全光热成像芯片与系统的研制

    冯飞, 焦继伟, 熊斌, 王跃林

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(4): 477

    Abstract PDF

    提出了一种新颖的非致冷光读出热成像芯片的设计,其核心部分是一个m×n的可动微镜阵列,可动微镜是由双材料弯折梁及其所支撑的微镜面组成.在红外辐射的作用下,梁发生弯曲带动微镜面发生的位移变化对输出可见光的强度进行调制,即利用光调制原理完成光信号转换和增强.采用体硅MEMS技术,成功地制作出了5 0×5 0的可动微镜阵列.测试表明:工艺一致性和残余应力对释放前后可动微镜表面粗糙度与平整度、可动微镜间初始相位以及可动微镜灵敏度的大小产生了重要影响

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