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Volume 25, Issue 6, Jun 2004

    CONTENTS

  • MWECR CVD系统中磁场梯度对a-Si:H薄膜沉积速率的影响(英文)

    胡跃辉, 吴越颖, 陈光华, 王青, 张文理, 阴生毅

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 613

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    为了定量地得到磁场梯度对a Si∶H薄膜沉积速率的影响 ,对单磁场线圈分散场MWECRCVD系统等离子体室和沉积室中用三种方法得到的磁场形貌进行了研究 .通过洛伦兹拟合的方法定量地得到了这些磁场形貌的磁场梯度 .结果表明 ,样品台下面放置钐钴永磁体并使磁场线圈电流为 137 7A时其衬底附近磁场梯度值最大 ,样品台下面无钐钴永磁时 ,磁场线圈电流分别为 137 7A和 115 2A的磁场梯度值依次为次之和最小 .制备a Si∶H薄膜时 ,在衬底附近具有高的磁场梯度值可以得到高的沉积速率 .通过红外吸收谱技术分析 ,虽然样品台下面放置钐钴永磁体并使磁场线圈电流为 13

  • AlInAs氧化物限制1.3μm低阈值边发射激光器(英文)

    刘志宏, 王圩, 王书荣, 赵玲娟, 朱洪亮, 周帆, 王鲁峰, 丁颖

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 620

    Abstract PDF

    研究制作了一种利用AlInAs氧化物作为限制的 1.3μm边发射AlGaInAs多量子阱激光器 .有源层上方和下方的AlInAs波导层被氧化作为电流限制层 .这种结构提供了良好的侧向电流限制和光场限制 .当电流通道为 5 μm宽时 ,获得了 12 9mA的阈值电流和 0 4 7W /A的斜率效率 .与具有相同宽度的脊条的脊波导结构的激光器相比 ,这种AlInAs氧化物限制的激光器的阈值电流降低了 31 7% ,斜率效率稍微有所提高 .低阈值和高效率的特性表明 ,氧化AlInAs波导层能够提供良好的侧向电流限制 .这种AlInAs氧化物限制的激光器垂直方向的远场半高全宽角为36 1° ,而水平方向的

  • ISM频段中功率功率放大器(英文)

    白大夫, 刘训春, 袁志鹏, 钱永学

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 626

    Abstract PDF

    采用三指单胞的InGaP/GaAsHBT提取的大信号模型参数 ,设计出应用于ISM频段的三级AB类功率放大器 .通过对传统偏置网络的优化 ,消除了小信号下的增益压缩 .在 3 5V电压下 ,该放大器的最大线性输出功率为30dBm ,增益达到 2 9 1dB ,对应的功率附加效率为 4 3 4 % ,临近沟道抑制比达到 - 10 0dBc,而静态偏置电流很低 ,只有 10 9 7mA .

  • 蓝牙收发器中的CMOS低噪声放大器的设计与测试(英文)

    黄煜梅, 洪志良

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 633

    Abstract PDF

    介绍了一种基于 0 35 μmCMOS数字工艺、集成于单片蓝牙收发器中的射频低噪声放大器 .在考虑ESD保护和封装的情况下 ,从噪声优化、阻抗匹配及增益的角度讨论了电路的设计方法 .经测试 ,在 2 0 5GHz的中心频率处 ,S11为 - 6 4dB ,S2 1为 11dB ,3dB带宽约为 30 0MHz,噪声系数为 5 3dB .该结果表明 ,射频电路设计需要全面考虑寄生效应 ,需要合适的封装模型以及合理的工艺

  • 单晶纳米硅薄膜的制备及其场发射特性(英文)

    王伟明, 郁可, 丁艳芳, 李琼, 朱自强

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 639

    Abstract PDF

    用小电流、特殊配比溶液的电化学阳极腐蚀法在p型、〈10 0〉晶向、0 0 1Ω·cm电阻率的硅片制备了大面积纳米硅薄膜 .通过SEM ,TEM ,XRD和Raman光谱技术分析薄膜颗粒的微细结构 .实验结果表明该纳米硅薄膜由直径为10~ 2 0nm ,晶向一致的颗粒紧密排列而成 ,具有很好的物理化学稳定性 .系统研究了薄膜结构特征和溶液配比、腐蚀时间、腐蚀电流密度的关系 .成功观察到该薄膜具有很好的场发射特性 ,在 0 1μA/cm2 电流密度下 ,其开启电场为 3V/ μm ,接近碳纳米管的 1 1V/ μm .

  • 基于双比特算法的新型除法器(英文)

    李侠, 孙慧, 章倩苓

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 645

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    提出了基于双比特算法的新型除法器及其VLSI实现结构 .与MIPS微处理器中的除法器相比 ,它的平均执行周期减少了 5 2 5 % ,而其最大延时几乎不变 ,仅晶体管数目增加了 6 0 % .仿真结果表明 ,在相同的运算能力下 ,其功耗仅为MIPS中除法器的 11 3% .

  • Ga_xIn_(1-x)P/AlGaInP多量子阱的吸收/反射光谱:多光束干涉的影响与消减

    邵军

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 651

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    通过测量GaAs基GaxIn1-xP/AlGaInP多量子阱的光学吸收谱 ,揭示出采用吸收谱研究该量子阱系统所遭遇的困难 ,并判明吸收谱中高频振荡干扰的来源为多光束干涉 ,从而指出消减振荡干扰的有效途径在于降低量子阱样品的有效厚度 .提出了适用于反射光谱测量的样品结构 ,并在实验中观察到激子跃迁 .通过对反射谱进行导数操作 ,达到了准确测定激子跃迁能量的目的 ,为采用反射谱法研究该量子阱系统的光学特性提供了技术基础

  • FeS_2薄膜厚度对晶体生长及光吸收特性的作用

    张秀娟, 孟亮, 刘艳辉

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 657

    Abstract PDF

    在单晶Si衬底上用磁控溅射Fe膜并硫化的方法 ,制备了不同厚度的FeS2 薄膜 ,测定了晶体结构及光学性能 .结果表明 ,薄膜晶体学位向分布随薄膜厚度的增大可发生一定程度的变化 .随着薄膜厚度增加到 330nm ,晶粒尺寸增加而晶格常数减小 ;但当薄膜厚度大于 330nm时 ,晶粒尺寸下降而晶格常数增大 .光吸收系数以及禁带宽度均随薄膜厚度的增加而下降 .相变应力、比表面积及晶体缺陷随薄膜厚度的变化是引起薄膜晶体生长行为及光吸收性能变化的主要原因

  • 重掺杂直拉硅单晶氧沉淀及其诱生二次缺陷

    黄笑容, 杨德仁, 沈益军, 王飞尧, 马向阳, 李立本, 阙端麟

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 662

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    研究了重掺杂直拉硅单晶中掺杂元素硼、磷、砷、锑对氧沉淀及其诱生二次缺陷行为的影响 .实验结果表明 :重掺p型 (硼 )硅片氧沉淀被促进 ,氧沉淀密度高但无诱生二次缺陷 ;重掺n型 (磷、砷、锑 )硅片氧沉淀受抑制 ,氧沉淀密度低却诱生出层错 ;不同掺杂元素及浓度对重掺n型硅片氧沉淀抑制程度不同 ,并对氧沉淀诱生层错的形态产生影响 .讨论了重掺硅单晶中掺杂元素影响氧沉淀及其诱生二次缺陷的机理 ,并利用掺杂元素 本征点缺陷作用模型和原子半径效应模型对实验结果进行了解释 .

  • 直流反应磁控溅射Al,N共掺方法生长p型ZnO薄膜及其特性

    袁国栋, 叶志镇, 曾昱嘉, 吕建国, 钱庆, 黄靖云, 赵炳辉, 朱丽萍

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 668

    Abstract PDF

    报道了利用直流反应磁控溅射以Al,N共掺杂技术生长p型ZnO薄膜 .ZnO薄膜在不同衬底温度下沉积于α Al2 O3 (0 0 0 1)衬底上 ,N来自NH3 与O2 的生长气氛 ,Al来自ZnxAl1-x(x =0 9)靶材 .利用XRD ,AFM ,Hall,SIMS和透射光谱对其性能进行了研究 .结果表明 ,ZnO薄膜具有高度c轴择优取向 ,4 5 0℃、6 0 0℃分别实现了p型转变 ,电阻率为 1e2 ~ 1e3 Ω·cm ,载流子浓度为 1e15~ 1e16cm-3 ,迁移率为 0.5~ 1.32cm2 / (V·s) .薄膜中Al原子促进了N原子的掺入 .实验还表明 ,p ZnO薄膜在可见光区域具有很高的透射率 (约为 90 % ) ,室温下光学带宽为 3 2 8eV

  • Si基片上掺Ge SiO_2的火焰水解法制备

    郜定山, 李建光, 王红杰, 安俊明, 李健, 夏君磊, 胡雄伟

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 674

    Abstract PDF

    用火焰水解法在单晶Si片上沉积了掺Ge的SiO2 (GeO2 SiO2 )粉末 ,随后在高温炉中将此粉末烧结成玻璃 .用光学显微镜观察了样品表面形貌 ,研究了不同的烧结工艺对样品形貌的影响 .用X射线光电子能谱检测了样品的元素组成 ,并用棱镜耦合法测量了样品的折射率和厚度 .结果表明 ,用适宜的工艺条件制备出的掺Ge的SiO2 具有表面平整光滑 ,折射率和厚度可调等优点 ,适合用作Si基SiO2 波导器件的芯层 .

  • Si衬底和Si-SiO_2-Si柔性衬底上的GaN生长

    王军喜, 王晓亮, 刘宏新, 胡国新, 李建平, 李晋闽, 曾一平

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 678

    Abstract PDF

    使用MBE方法在Si(111)衬底和Si SiO2 Si柔性衬底上生长了GaN外延层 ,并对在两种衬底上生长的样品进行了对比分析 .在柔性衬底上获得了无裂纹的外延层 ,其表面粗糙度为 0 6nm .研究了GaN外延层中的应力及其光学性质 ,光致发光测试结果表明柔性衬底上生长的外延层中应力和杂质浓度明显低于直接生长在Si衬底上的样品的值 .研究结果显示了所用柔性衬底有助于改善GaN外延膜的质量

  • 斜置式方形探针测量单晶断面电阻率分布mapping技术

    张艳辉, 孙以材, 刘新福, 陈志永

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 682

    Abstract PDF

    介绍了一种应用斜置式方形探针测量单晶断面电阻率的测试方法 ,将Rymaszewski直线探针测试方法引入到方形探针测试 ,并对测试过程中产生的游移以及图像监控问题进行了讨论 .应用此测试方法得到了 75mm的全片电阻率分布的mapping图 ,测试结果表明该方法可以在测量区域明显减小的同时保证测量的精确性 ,是一种行之有效的测量方法

  • 光敏性溶胶-凝胶波导材料

    姜永睿, 胡雄伟, 杨沁清, 王红杰, 杨澜, 谢二庆

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 687

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    采用有机改性硅酸盐制备了光敏性溶胶 凝胶 ,并应用四丙氧基锆作为调节折射率的材料 .为了增加薄膜与硅片的粘附作用 ,先用干氧热氧化法在硅片上生长一层厚度约为 15 0nm的SiO2 ,然后使用提拉法在硅片上提拉成膜 ,薄膜厚度达到 3 6 μm .研究发现紫外曝光时间和坚膜时的后烘温度都会使薄膜的折射率增大 .样品的原子力显微镜照片表明薄膜的表面非常平整 ,在 5 μm× 5 μm的范围内表面起伏只有 0 6 5 7nm .利用波导阵列掩膜版 ,对制备的薄膜在紫外光波段下曝光 ,得到了表面平坦、侧墙光滑、陡直的沟道波导阵列 .

  • 半绝缘GaAs光电导开关的击穿特性

    施卫, 田立强

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 691

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    研究了在不同触发条件下半绝缘GaAs光电导开关的击穿特性 .当触发光能量和偏置电场不同时 ,半绝缘GaAs光电导开关的击穿损坏程度也不同 ,分别表现为完全击穿、不完全击穿和可恢复击穿三种类型 .通过对击穿实验结果的分析认为 ,电子俘获击穿机制是导致半绝缘GaAs光电导开关击穿损坏的主要原因 .偏置电场和陷阱电荷所产生热电子的数量和动能决定了Ga—As键的断裂程度 ,Ga—As键的断裂程度则反映半绝缘GaAs光电导开关的击穿类型

  • 静电驱动悬臂梁数模转换器设计、分析与模拟

    王立峰, 黄庆安

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 697

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    提出了一种新型的微电子机械数模转换器 (MEMDAC)———静电驱动悬臂梁数模转换器 .与传统的静电驱动悬臂梁执行器相比 ,新的结构能更精确地控制梁的挠度 .文中给出了此MEMDAC的设计、分析和模拟过程 .有限元(FEA)分析表明此MEMDAC的最大输出位移为 1 5 1μm ,分辨率为 0 1μm ,其最大非线性误差为 0 0 3μm .

  • 基于SOI衬底的射频电感优化设计

    赵冬燕, 张国艳, 黄如

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 702

    Abstract PDF

    比较了SOIRF电感与体硅电感的性能 ,并根据模拟结果分析了电感中空面积 ,电感形状结构 ,金属宽度、间距对SOI电感品质因数Q、自谐振频率、电感量L的影响 ,最后提出了一种基于SOI衬底RF电感的优化设计原则 .以往射频集成电感性能的比较并不固定电感值 ,而文中全部参数的变化都是在电感值相同的情况下进行比较

  • 一种能满足MEMS微梁固支边界条件的锚

    戎华, 黄庆安, 聂萌, 李伟华

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 707

    Abstract PDF

    在MEMS领域 ,微梁广泛应用于各种器件及材料参数的提取中 ,但是由表面微加工工艺制成的单层台阶型锚 ,往往不能使微梁满足理想固支的边界条件 ,从而给器件设计和材料参数的提取带来较大的误差 .为了解决这一问题 ,文中提出了一种结构新颖的锚 ,经Coventorwear软件模拟表明 ,该锚能提供接近理想固支的边界条件 .

  • GaN基肖特基结构紫外探测器

    王俊, 赵德刚, 刘宗顺, 伍墨, 金瑞琴, 李娜, 段俐宏, 张书明, 朱建军, 杨辉

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 711

    Abstract PDF

    在蓝宝石 (0 0 0 1)衬底上采用低压金属有机物化学气相沉积 (MOCVD)方法生长GaN外延层结构 ,以此为材料制作了GaN基肖特基结构紫外探测器 .测量了该紫外探测器的暗电流曲线、C V特性曲线、光响应曲线和响应时间曲线 .该紫外探测器在 5V偏压时暗电流为 0 4 2nA ,在 10V偏压时暗电流为 38 5nA .在零偏压下 ,该紫外探测器在2 5 0nm~ 36 5nm的波长范围内有较高的响应度 ,峰值响应度在 36 3nm波长处达到 0 12A/W ,在 36 5nm波长左右有陡峭的截止边 ;当波长超过紫外探测器的截止波长 (36 5nm左右 ) ,探测器的响应度减小了三个数量级以上 .该紫外探测器的响

  • DMOS阈值电压二维模型

    李泽宏, 张波, 李肇基, 方健, 杨舰

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 715

    Abstract PDF

    提出了DMOS器件的二维阈值电压模型 ,分析了耗尽层宽度的变化 ,并得到了模型的数学表达式 .模型的解析解与实验结果和二维仿真器MEDICI的数值解相吻合 .给出了沟道表面扩散浓度在 2e16~ 10 e 10 16cm-3 范围内DMOS器件的阈值电压简明计算式 .该模型的提出解决了以往所用的DMOS阈值电压模型计算很不准确的问题 .

  • 一个10位、50MS/s CMOS折叠流水结构A/D转换器

    李志刚, 石寅, 于云华, 刘扬

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 720

    Abstract PDF

    在 0.6μmDPDM标准数字CMOS工艺条件下 ,实现 10位折叠流水结构A/D转换器 ,使用动态匹配技术 ,消除折叠预放电路的失调效应 ;提出基于单向隔离模拟开关的分步预处理 ,有效压缩了电路规模 ,降低了系统功耗 .在5V电源电压下 ,仿真结果为 :当采样频率为50MSPS时 ,功耗为 12 0mW ,输入模拟信号和二进制输出码之间延迟为2.5个时钟周期 ,芯片面积 1.44mm2 .

  • 新的多比特增量-总和调制器结构

    王晓峰, 王正宏, 胡波, 凌燮亭

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 726

    Abstract PDF

    在单级多比特Σ Δ(增量 总和 )调制电路中 ,内部的ADC和DAC的结构规模和精度都会对调制器的性能有很大的影响 .文中探讨能够减小内部ADC量化器规模的调制器新结构 ,并与其他结构和算法的性能进行比较

  • CMOS运算放大器的辐照和退火行为

    任迪远, 陆妩, 郭旗, 余学锋, 王明刚, 胡浴红, 赵文魁

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 731

    Abstract PDF

    介绍了CMOS运算放大器电路经电离辐照后 ,在不同偏置及不同退火温度下 ,运放整体性能参数、电路内部单管特性及功能单元电路的节点电流、电压的变化规律 ,分析了引起运放辐照后继续损伤退化的基本原因 .结果显示 ,运放电路辐照后的退火行为与偏置及温度均有较大的依赖关系 ,而这种关系与辐照感生的氧化物电荷和Si/SiO2 界面态密度的增长与退火直接相关

  • 源区浅结SOI MOSFET的辐照效应模拟

    赵洪辰, 海潮和, 韩郑生, 钱鹤

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 735

    Abstract PDF

    研究了源区浅结的不对称SOIMOSFET对浮体效应的改善 ,模拟了总剂量、抗单粒子事件 (SEU)、瞬时辐照效应以及源区深度对抗辐照性能的影响 .这种结构器件的背沟道抗总剂量能力比传统器件有显著提高 ,并且随着源区深度的减小 ,抗总剂量辐照的能力不断加强 .体接触不对称结构的抗SEU和瞬时辐照能力优于无体接触结构和传统结构器件 ,这与体接触对浮体效应的抑制和寄生npn双极晶体管电流增益的下降有关

  • 磁控溅射金属预置层后硒化法制备CuInSe_2薄膜工艺条件的优化

    汤会香, 严密, 张辉, 张加友, 孙云, 薛玉明, 杨德仁

    Chin. J. Semicond.  2004, 25(6): 741

    Abstract PDF

    采用四因素四水平的正交实验法优化了磁控溅射金属预置层后硒化法制备CuInSe2 薄膜的工艺条件 .调节四个较为重要的影响因素 ,即Cu/In比、硒化时间、硒化温度和硒源温度制备得到 16个CuInSe2 样品 .用Hall效应仪对薄膜的电学性能进行了研究 ,并且通过XRD研究了薄膜的结构性能 .得到了制备具有较好电学性能的CuInSe2 薄膜的优化条件为 :Cu/In比 1 133,硒化温度 4 2 0℃ ,硒化时间 2 0min ,硒源温度 2 0 0℃ .在此优化条件下得到的薄膜Hall迁移率可以达到 3 19cm2 /(V·s) ,XRD结果表明薄膜中没有杂相存在 .

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