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Volume 25, Issue 5, May 2004

    CONTENTS

  • 电吸收调制器和DFB激光器一种改进的双有源层堆积集成方法(英文)

    胡小华, 李宝霞, 朱洪亮, 王宝军, 赵玲娟, 王鲁峰, 王圩

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 481

    Abstract PDF

    提出了一种改进型的双有源层堆积方法制作单片集成电吸收调制的 DFB激光器 ,报道了器件的制作过程和主要性能 ,初步结果为 :阈值电流 38m A ,激光器在 10 0 m A下出光功率 4 .5 m W左右 ,调制器消光比约 9d B(从+0 .5 V到 - 3.0 V) .对比此前国外报道的具有常规双量子阱堆层结构的器件结果 (出光功率仅 1.5 m W) ,我们制作的器件的出光功率有了明显的提高 .

  • 离子注入高温退火对4H-SiC MESFET特性的影响(英文)

    杨林安, 张义门, 于春利, 张玉明, 陈刚, 黄念宁

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 486

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    采用人造刚玉高温炉管对 4 H- Si C进行 16 2 0℃的离子注入后退火 .实验测试发现 ,在刚玉管壁析出的微量铝的作用下 ,Si C表面与残余的氧成分反应生成衍生物 Si OC,造成材料表面粗糙和反应离子刻蚀速率很低 .分别采用该种样片和正常样片制作了单栅 MESFET,对比测试的欧姆接触和 I- V输出特性 ,评估了高温退火后材料表面对器件的影响

  • AlGaN/GaN/InGaN对称分别限制多量子阱激光器的优化设计(英文)

    陆敏, 方慧智, 张国义

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 492

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    采用一维传递矩阵法模拟计算了 Al Ga N/Ga N/In Ga N对称分别限制多量子阱激光器 (发射波长为 396 .6 nm)的波导特性 .以光限制因子、阈值电流密度和功率效率作为优化参量 ,获得激光器的优化结构参数为 :3周期量子阱In0 .0 2 Ga0 .98N/In0 .1 5Ga0 .85N(10 .5 nm/3.5 nm)作为有源层 ,90 nm In0 .1 Ga0 .9N为波导层 ,12 0周期 Al0 .2 5Ga0 .75N/Ga N(2 .5 nm /2 .5 nm )为限制层

  • SCDI结构快闪存储器件Ⅱ:实验与器件特性(英文)

    欧文, 钱鹤

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 497

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    采用 1.2 μm CMOS工艺技术制作出台阶沟道直接注入 (SCDI)快闪存储器件 ,该种器件具有良好的器件特性 .在 Vg=6 V,Vd=5 V的编程条件下 ,SCDI器件的编程速度是 4 2 μs,在 Vg=8V,Vs=8V的擦除条件下 ,SCDI器件的擦除速度是 2 4 m s.与相同器件尺寸的普通平面型的快闪存储器件相比 ,SCDI器件的特性得到了显著地提高 .在制作 SCDI器件的工艺中 ,关键技术是制作合适的深度和倾斜角度的浅的台阶 ,同时减少在制作 Si3N4 侧墙的刻蚀损伤

  • 金属沾污对超薄栅氧(2. 5nm)特性的影响(英文)

    王刘坤, Twan Bearda, Karine Kenis, Sophia Arnauts, Patrick Van Doorne, 陈寿面, Paul Mertens, Marc Heyns

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 502

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    采用可控的金属沾污程序 ,最大金属表面浓度控制在 10 1 2 cm- 2数量级 ,来模拟清洗工艺最大可能金属沾污表面浓度 .利用斜坡电流应力和栅注入方式测量本征电荷击穿来评估超薄栅氧特性和金属沾污效应 .研究了金属锆和钽沾污对超薄栅氧完整性的影响 .实验结果表明金属锆沾污对超薄栅氧完整性具有最严重危害 ;金属钽沾污的栅氧发生早期击穿现象 ,而金属铝沾污对超薄栅氧完整性没有明显影响 .

  • CEE-Gr:一个在多约束下进行性能优化的总体布线器(英文)

    张凌, 经彤, 洪先龙, 许静宇

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 508

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    提出了一个在多约束下进行性能优化的总体布线算法 .研究了在总体布线阶段同时进行 RL C耦合噪声 (串扰 )、时延性能和布线拥挤优化的问题 .根据所提出的算法思想已实现了相应的总体布线器 :CEE- Gr.并对所实现的总体布线器 CEE- Gr进行了 MCNC电路例子的测试 ,得到令人满意的结果.

  • 一个超薄氧化物nMOSFET器件的直接隧穿电流经验公式(英文)

    张贺秋, 许铭真, 谭长华

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 516

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    建立了一个直接隧穿电流的经验公式 .将氧化层厚度作为可调参数 ,用这个经验公式可以很好地拟合超薄氧化物 n MOSFET器件的直接隧穿电流 .在拟合中所得到的氧化层厚度比用量子力学电压 -电容方法模拟得到的氧化层厚度小 ,其偏差在 0 .3nm范围内 .

  • 采用精确时延模型基于路径的缓冲器插入时延优化(英文)

    张轶谦, 周强, 洪先龙, 蔡懿慈

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 520

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    提出了一种基于路径的缓冲器插入时延优化算法 ,算法采用高阶模型估计连线时延 ,用基于查表的非线性时延模型估计门延迟 .在基于路径的时延分析基础上 ,提出了缓冲器插入的时延优化启发式算法 .工业测试实例实验表明 ,该算法能够有效地优化电路时延 ,满足时延约束

  • 多缓冲层对MOCVD生长的GaN性能的影响

    陆敏, 方慧智, 黎子兰, 陆曙, 杨华, 章蓓, 张国义

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 526

    Abstract PDF

    采用多低温缓冲层法和高低温联合缓冲层法在 MOCVD系统上生长 Ga N外延膜 .对薄膜进行了 X射线衍射和光致发光谱 (PL)测试 ,(0 0 0 2 ) X射线摇摆曲线和 PL 谱的半高宽与常规的单低温缓冲层法制备的薄膜相比均有不同程度的改善 .实验结果表明改进的缓冲层法能提高 MOCVD生长的氮化镓外延膜晶体质量

  • 一种新型磁场MWECR-CVD和氢化非晶硅薄膜制备

    殷生毅, 陈光华, 吴越颖, 王青, 刘毅, 张文理, 宋雪梅, 邓金祥

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 530

    Abstract PDF

    为了简化多电磁线圈 MWECR- CVD装置 ,提出将单个电磁线圈和一个永磁体单元组合 ,以形成所需的新型磁场 .这一磁场可使等离子体集聚于样片台上方 ,显著提高了等离子体的能量密度 .应用这种新型磁场的 MWE-CR- CVD装置沉积氢化非晶硅薄膜 ,与采用单电磁线圈或双电磁线圈时相比 ,薄膜沉积速度大幅度提高 ,沉积速度达到采用传统 RF- PECVD装置时的数倍至十倍

  • 垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体时固液界面形状的控制

    李万万, 桑文斌, 闵嘉华, 郁芳, 张斌, 王昆黍, 曹泽淳

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 535

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    采用有限元法对探测器材料 Cd Zn Te的晶体生长过程进行了热分析 ,研究了不同因素对生长过程中固液界面形状的影响 .模拟结果表明 ,当坩埚下降速度约为 1m m/ h时 ,可获得接近水平的固 -液界面 .晶体生长实验结果与计算机模拟的结论基本一致 .因此 ,通过适当选择和调节坩埚下降速度可获得高质量晶体 .

  • 一种高性能CMOS带隙电压基准源设计

    朱樟明, 杨银堂, 刘帘曦, 朱磊

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 542

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    采用一级温度补偿和电阻二次分压技术设计了一种高性能 CMOS带隙电压基准源电路 ,其输出电压为 0 .2 0~ 1.2 5 V,温度系数为 2 .5× 10 - 5/ K.该带隙电压基准源电路中的深度负反馈运算放大器为低失调、高增益的折叠型共源共栅运算放大器 .采用 Hspice进行了运算放大器和带隙电压基准源的电路仿真 ,用 TSMC0 .35 μm CMOS工艺实现的带隙基准源的版图面积为 6 4 5 μm× 196 μm.

  • 考虑源漏隧穿的DG MOSFET弹道输运及其模拟

    郑期彤, 张大伟, 江波, 田立林, 余志平

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 547

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    在经典弹道输运模型中引入源漏隧穿 (S/ D tunneling) ,采用 WKB方法计算载流子源漏隧穿几率 ,对薄硅层(硅层厚度为 1nm) DG(dual gate) MOSFETs的器件特性进行了模拟 .模拟结果表明当沟道长度为 10 nm时 ,源漏隧穿电流在关态电流中占 2 5 % ,在开态电流中占 5 % .随着沟道长度进一步减小 ,源漏隧穿比例进一步增大 .因此 ,模拟必须包括源漏隧穿 .

  • 光读出热成像芯片的优化设计与ANSYS模拟

    冯飞, 焦继伟, 熊斌, 王跃林

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 552

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    利用一种近似理论——悬臂梁理论对光读出热成像芯片进行了优化设计 ,所采用的 Al/ Si O2 双材料体系 ,其关键性能指标——热 -机械灵敏度可达 6 .6 0× 10 - 8m/ K,与之相对应的最优厚度比为 0 .6 .同时 ANSYS模拟表明 ,可动微镜热 -机械灵敏度为 2 .80× 10 - 8m/ K.芯片实测热 -机械灵敏度为 2 .0 2× 10 - 8m/ K,测试结果进一步证实了理论分析与 ANSYS模拟的结果 .理论计算表明 ,可动微镜热响应时间常数为 4 .4 5× 10 - 4s.

  • 聚合物热光可变光衰减器

    李鹰, 江晓清, 李锡华, 唐奕, 王明华, 张涛, 沈玉全

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 557

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    提出一种旁路结构聚合物热光可变光衰减器 (variable optical attenuator,VOA)的设计 ,采用旁路波导可提高衰减效率并降低串扰 .软件模拟验证 ,无间距旁路 VOA衰减可达 2 8d B,比未加旁路波导的相同结构 VOA增加10 d B,但同时插入损耗增加 0 .3d B,串扰低于 - 4 4 d B,理论功耗为 4 0 m W.采用倒脊形结构研制了原理性的热光聚合物 VOA,测得衰减大于 11d B,相应输入电流为 6 6 m A,具有明显的热光效应 .

  • 施主型界面态引起深亚微米槽栅PMOS特性的退化

    任红霞, 张晓菊, 郝跃

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 562

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    基于流体动力学能量输运模型 ,对沟道杂质浓度不同的槽栅和平面 PMOSFET中施主型界面态引起的器件特性的退化进行了研究 ,并与受主型界面态的影响进行了对比 .研究结果表明同样浓度的界面态在槽栅器件中引起的器件特性的漂移远大于平面器件 ,且 N型施主界面态密度对器件特性的影响远大于 P型界面态 ,N型施主界面态引起器件特性的退化趋势与 P型受主界面态相似 ,而 P型施主界面态则与 N型受主界面态相似 .沟道杂质浓度不同 ,界面态引起的器件特性的退化则不同

  • 薄栅氧高压CMOS器件研制

    刘奎伟, 韩郑生, 钱鹤, 陈则瑞, 于洋, 仙文岭, 饶竞时

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 568

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    研制了与 0 .5μm标准 CMOS工艺完全兼容的薄栅氧高压 CMOS器件 .提出了具体的工艺制作流程 -在标准工艺的基础上添加两次光刻和四次离子注入工程 ,并成功进行了流片试验 .测试结果显示 ,高压 NMOS耐压达到98V,高压 PMOS耐压达到 - 6 6 V .此结构的高压 CMOS器件适用于耐压要求小于 6 0 V的驱动电路 .

  • 新型高频硅光电负阻器件的特性模拟及测试分析

    朱胜利, 姚素英, 郑云光, 李树荣, 张世林, 郭维廉

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 573

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    给出了达林顿 λ型光电双极晶体管 (DPL BT)的结构及其等效电路 ,并以此等效电路为基础 ,用 PSPICE电路模拟程序对 DPL BT的电学特性 (IC- VCE)进行了模拟 ,对所研制的 DPL BT器件进行了测试 ,并对模拟和实验结果作了深入分析 ,其 IC- VCE特性与模拟结果符合得较好 .研究发现 DPL BT具有良好的特性和多种光电功能 ,在光逻辑、光计算、光通信等领域中具有较好的应用前景

  • 出纤功率30W的激光二极管线列阵光纤耦合器件

    王晓薇, 方高瞻, 马骁宇, 冯小明, 孙海东, 刘媛媛, 刘斌, 肖建伟

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 579

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    用一根柱透镜对大功率半导体激光器线列阵输出光束的快轴方向进行准直 ,准直后的光束耦合到光纤列阵中 .大功率半导体激光二极管线列阵的输出功率为 4 0 W,线列阵有 19个发光单元 ,每个发光单元的发光区面积为10 0μm× 1μm .大功率激光二极管线列阵耦合后出纤功率为 30 W,耦合效率为 75 % ,光纤的数值孔径为 0 .11

  • 亚0.1μm栅长CMOS器件和电路的研制

    刘文安, 黄如, 张兴

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 583

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    利用侧墙图形转移实现亚 0 .1μm栅线条 ,重掺杂多晶硅做固相扩散源实现 CMOS晶体管超浅源漏扩展区 ,并且将二者有机结合起来 ,成功实现了栅长约为 84 .6 nm的 CMOS器件和电路 .报道了利用重掺杂多晶硅固相扩散同时实现 CMOS源漏扩展区的方法 .

  • 高铝Al_xGa_(1-x)As氧化层对垂直腔面发射激光器的影响

    康香宁, 宋国峰, 叶晓军, 侯识华, 陈良惠

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 589

    Abstract PDF

    针对可见光垂直腔面发射激光器的制备 ,通过湿氮氧化实验和测量微区光致发光谱分别研究了高铝组分Alx Ga1 - x As的氧化特性及氧化产物的收缩应力对有源区的影响 ,结合器件结构设计确定了氧化限制层 Alx Ga1 - x-As的铝组分和最佳位置 ,并制备出了低阈值电流的 Al Ga In P系垂直腔面发射激光器

  • VLSI成品率重心游移算法的一个几何解释

    荆明娥, 郝跃

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 594

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    超大规模集成电路 (VL SI)中的参数成品率最优化问题一直是集成电路可制造性设计的重点研究问题 .尽管重心游移算法提出得较早 ,由于其固有的优点目前仍被研究和推广 .文中从一个新的角度 ,即几何学原理上探讨了最优的重心游移算法的原理 ,使最优方向的几何图像更加明确

  • T形结构在位测量薄膜中残余张应力的理论研究

    徐方迁, 徐联, 何世堂

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 597

    Abstract PDF

    给出了考虑梁的轴向载荷情况下理论计算公式的推导过程 ,在变形较大时两种公式计算结果最大相差9.6 5 % .用 L PCVD技术制作了几种大小不同的 T形梁结构 ,给出了残余张应力与杨氏模量比值 .

  • 一种用于标准单元版图交替移相掩模相位兼容性规则检查的工具

    高根生, 史峥, 陈晔, 严晓浪

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 601

    Abstract PDF

    介绍了一套基于相位冲突图的生成和处理的新方法 ,可以准确、全面地对由传统方法设计的标准单元版图(暗场 )进行检查 .基于此方法的软件工具能够检查标准单元版图 ,找出不符合交替移相掩模设计要求的图形 ,并给出相关的修改建议 .实验结果证实了该工具的有效性

  • 一种使用遗传算法在高层次综合中完成互连优化的方法

    王磊, 粟雅娟, 魏少军

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(5): 607

    Abstract PDF

    提出一种使用遗传算法在高层次综合中完成互连优化的方法 .相比同类的研究 ,该方法的主要优势在于提出一种新颖的编码方法 ,并设计了相应的遗传算子 ,避免了在计算过程中不可行解的产生 .实验数据证明了该算法的有效性

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