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Volume 26, Issue 5, May 2005

    CONTENTS

  • Widely Tunable Sampled-Grating DBR Laser

    Kan Qiang, Zhao Lingjuan, Zhang Jing, Zhou Fan, Wang Baojun, Wang Lufeng,and Wang Wei

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 853

    Abstract PDF

    The 3-section SG-DBR tunable laser is fabricated using an ion implantation quantum-well intermixing process.The over 30nm discontinuous tuning range is achieved with the SMRS greater than 30dB.

  • A Novel Local-Dielectric-Thickening Technique for Performance Improvements of Spiral Inductors on Si Substrates

    Yang, Rong,Li, Junfeng,Zhao, Yuyin,Chai, Shumin,Han, Zhengsheng,and, Qian, He

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 857

    Abstract PDF

    A novel local-dielectric-thickening technique is presented for performance improvements of Si-based spiral inductors.This technique employs the processes of deposition,photolithography,and wet-etching,to locally thicken the oxide layer under the inductor,which can decrease the substrate loss and improve the inductor performance.Both the structures and processes are compact,economical,and compatible with CMOS processing.Several square spiral inductors with different inductances are fabricated,and the quality factors and the self-resonant frequencies both increase clearly with this proposed technique:for the 10,5,and 2nH inductors,the peak quality factors are effectively improved by 46.7%,49.7%,and 686%,respectively;however,the improvement percents of the selfresonant frequencies are more significant,which are 92.1%,91.0%,and no less than 68.1%,respectively.

  • Sensitivity of Total-Dose Radiation Hardness of SIMOX Buried Oxides to Doses of Nitrogen Implantation into Buried Oxides

    Zheng Zhongshan, Liu Zhongli, Zhang Guoqiang, Li Ning, Li Guohua, Ma Hongzhi, Zhang Enxia, Zhang Zhengxuan, Wang Xi

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 862

    Abstract PDF

    In order to improve the total-dose radiation hardness of the buried oxides(BOX) in the structure of separation by implanted oxygen(SIMOX) silicon-on-insulator(SOI),nitrogen ions are implanted into the buried oxides with two different doses,2e15 and 3e15cm-2,respectively.The experimental results show that the radiation hardness of the buried oxides is very sensitive to the doses of nitrogen implantation for a lower dose of irradiation with a Co60 source.Despite the small difference between the doses of nitrogen implantation,the nitrogen-implanted 2e15cm-2 BOX has a much higher hardness than the control sample (i.e.the buried oxide without receiving nitrogen implantation) for a totaldose irradiation of 5e4rad(Si),whereas the nitrogen-implanted 3e15cm-2 BOX has a lower hardness than the control sample.However,this sensitivity of radiation hardness to the doses of nitrogen implantation reduces with the increasing totaldose of irradiation (from 5e4 to 5e5rad (Si)).The radiation hardness of BOX is characterized by MOS high-frequency (HF) capacitance-voltage (C-V) technique after the top silicon layers are removed.In addition,the abnormal HF C-V curve of the metalsiliconBOXsilicon(MSOS) structure is observed and explained.

  • An Accurate 1.08GHz CMOS LC Voltage-Controlled Oscillator

    Tang Zhangwen, He Jie, Jian Hongyan, and Min Hao

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 867

    Abstract PDF

    An accurate 1.08GHz CMOS LC voltage-controlled oscillator is implemented in a 0.35μm standard 2P4M CMOS process.A new convenient method of calculating oscillator period is presented.With this period calculation technique,the frequency tuning curves agree well with the experiment.At a 3.3V supply,the LC.VCO measures a phase noise of -82.2dBc/Hz at a 10kHz frequency offset while dissipating 3.1mA current.The chip size is 0.86mm×0.82mm.

  • Design and Realization of a Monolithic GaAs 3Bit Phase Digitizing DAC

    Zhang, Youtao,Xia, Guanqun,Li, Fuxiao,Gao, Jianfeng,and, Yang, Naibin

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 873

    Abstract PDF

    Design,realization,and test of a monolithic GaAs 3bit phase digitizing DAC for 3bit digital radio-frequency memory are detailedly described.The 0.5μm fully ion-implanted GaAs MESFET is used to fabricate the circuit in Nanjing Electronic Devices Institute’s (NEDI’s) 75mm standard process line.The high-speed DAC is designed with on-wafer 50Ω I/O impedance matching.Test results show that its work bandwidth is more than 1.5GHz,and phase accuracy is better than 4%.Its code conversion rate can be higher than 12Gbps.

  • A New Low Voltage RF CMOS Mixer Design

    Liu, Lu, and, Wang, Zhihua

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 877

    Abstract PDF

    A new architecture of CMOS low voltage downconversion mixer is presented.With 1.452GHz LO input and 1.45GHz RF input,simulation results show that the conversion gain is 15dB,IIP3 is -4.5dBm,NF is 17dB,the maximum transient power dissipation is 9.3mW,and DC power dissipation is 9.2mW.The mixer’s noise and linearity analyses are also presented.

  • Strained-Si pMOSFETs on Very Thin Virtual SiGe Substrates

    Li Jingchun, Tan Jing, Yang Mohua, Zhang Jing,and Xu Wanjing

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 881

    Abstract PDF

    Strained-Si pMOSFETs on very thin relaxed virtual SiGe substrates are presented.The 240nm relaxed virtual Si0.8Ge0.2 layer on 100nm low-temperature Si(LT-Si) is grown on Si(100) substrates by molecular beam epitaxy.LT-Si buffer layer is used to release stress of the SiGe layer so as to make it relaxed.DCXRD,AFM,and TEM measurements indicate that the strain relaxed degree of SiGe layer is 85%,RMS roughness is 1.02nm,and threading dislocation density is at most 1e7cm-2.At room temperature,a maximum hole mobility of strained-Si pMOSFET is 140cm2/(V·s).Device performance is comparable to that of devices achieved on several microns thick relaxed virtual SiGe substrates.

  • An Asynchronous Implementation of Add-Compare-Select Processor for Communication Systems

    Zhao Bing, Qiu Yulin, Lü Tieliang, and Hei Yong

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 886

    Abstract PDF

    A novel asynchronous ACS(add-compare-select) processor for Viterbi decoder is described.It is controlled by local handshake signals instead of the globe clock.The circuits of asynchronous adder unit,asynchronous comparator unit,and asynchronous selector unit are proposed.A full-custom design of asynchronous 4bit ACS processor is fabricated in CSMC-HJ 0.6μm CMOS 2P2M mixed-mode process.At a supply voltage of 5V,when it operates at 20MHz,the power consumption is 75.5mW.The processor has no dynamic power consumption when it awaits an opportunity in sleep mode.The results of performance test of asynchronous 4bit ACS processor show that the average case response time 19.18ns is only 82% of the worstcase response time 23.37ns.Compared with the synchronous 4bit ACS processor in power consumption and performance by simulation,it reveals that the asynchronous ACS processor has some advantages than the synchronous one.

  • Theoretical Analysis of Effect of LUT Size on Area and Delay of FPGA

    Gao, Haixia,Yang, Yintang,and, Dong, Gang

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 893

    Abstract PDF

    Based on architecture analysis of island style FPGA,area and delay models of LUT FPGA are proposed.The models are used to analyze the effect of LUT size on FPGA area and performance.Results show optimal LUT size obtained by computation models is the same as that from experiments:a LUT size of 4 produces the best area results,and a LUT size of 5 provides the better performance.

  • An Alternative Method for SU-8 Removal Using PDMS Technique

    Li Jianhua, Chen Di, Zhang Jinya, Liu Jingquan, and Zhu Jun

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 899

    Abstract PDF

    An alternative method for SU-8 removal is proposed.Instead of directly using SU-8 microstructure as the electroplating mold,a polydimethysiloxane (PDMS) replica is employed.The metallic micromold insert obtained through this method can be easily peeled off from the PDMS replica,meanwhile with high resolution and smooth surfaces.

  • 液相外延HgCdTe薄膜组分均匀性对红外透射光谱的影响

    王庆学, 魏彦锋, 杨建荣, 何力

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 904

    Abstract PDF

    用多层模型和膜系传递矩阵计算了HgCdTe/CdZnTe外延薄膜的红外透射光谱,结果表明组分扩散区主要影响透射光谱的干涉条纹和透射率小于10%的区域,而组分梯度区则影响吸收边斜率.横向组分波动也将影响透射光谱的吸收边斜率,当组分均方差小于0.005时,横向组分波动对透射光谱影响可以忽略.用新的组分分布模型计算了HgCdTe/CdZnTe液相外延薄膜的理论透射光谱,并运用非线性二乘法使理论曲线能够很好地与实验结果吻合,从而获得了更加可信的HgCdTe外延薄膜的纵向组分分布和厚度参数.

  • 高碳CZ硅中氧沉淀的两种成核长大机制

    刘培东, 姜益群, 黄笑容, 沈益军, 李立本, 阙端麟

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 910

    Abstract PDF

    应用红外光谱、高分辨透射电镜研究了高碳CZ硅中的氧沉淀.实验表明:高碳样品中有两种成核长大机制形成的氧沉淀,一是多碳中心的异质成核长大的氧沉淀,碳原子同时参与氧沉淀的成核和长大,红外光谱上1230cm-1处无氧沉淀的特征峰,TEM观察这种氧沉淀是10~30nm高密度的球状小沉淀;另一种氧沉淀类似于低碳样品中均匀成核长大的氧沉淀,它在红外光谱上1230cm-1处有吸收峰,TEM观察这种氧沉淀是100~300nm各种形态的大沉淀.热处理条件不同可以改变两种机制相互竞争的优势,低于900℃的热处理以异质成核为主,而只有经过1200℃高温预处理破坏异质核心后,再在900℃以上热处理时,均匀成核长大的氧沉淀才会占优势.

  • 色散对GaN和ZnO的XRD摇摆曲线的影响

    王立, 方文卿, 蒲勇, 郑畅达, 戴江南, 莫春兰, 江风益

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 917

    Abstract PDF

    在用X射线双晶衍射研究GaN和ZnO结晶性能的实验中,观察到(102)非对称衍射摇摆曲线的半峰宽比(002)对称衍射更窄以及ZnO(002)摇摆曲线分裂的现象.经研究证实,这是由于Kα2线参与衍射引起的.通过计算Kα1和Kα2线在不同晶面衍射的分离角并与实验现象对比,阐明了GaN样品(102)半峰宽比(002)小以及ZnO(002)衍射峰分裂的原因.在此基础上,进一步分析了在使用不同参考晶体的双晶衍射系统中,GaN和ZnO的各晶面被X射线色散展宽的情况,并提出,在使用Si,Ge或GaAs的(220)面为参考晶面的双晶衍射仪中,GaN和ZnO的(002)和(102)面摇摆曲线的半峰宽受色散效应的影响小;而在使用Si,Ge或GaAs的(004)面为参考晶面的双晶衍射系统中,(002)和(102)面摇摆曲线的半峰宽受色散效应影响较大,此时(004)和(103)受色散影响小,因此用来表征晶体质量将更可靠.

  • SnO2∶Sb薄膜的制备和光致发光性质

    王玉恒, 马瑾, 计峰, 余旭浒, 张锡健, 马洪磊

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 922

    Abstract PDF

    用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备出SnO2∶Sb薄膜.制备样品为多晶薄膜,具有纯氧化锡的四方金红石结构和(110)择优取向,Sb离子以替位式掺杂的形式存在于SnO2晶格中.室温条件下对样品进行光致发光测量,在392nm附近观测到强的紫外-紫光发射,发射强度随制备功率的增加而增强,且样品退火后发射强度也明显增强.紫外-紫光发射的起源被归于由Sb形成的施主能级和受主能级之间的电子跃迁.

  • 硅纳米晶的制备和电荷储存特性

    焦正, 李珍, 吴明红, 吕森林, 王德庆

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 927

    Abstract PDF

    在Si/SiO2/Si衬底上通过真空热处理生长了硅纳米晶,利用原子力显微镜对硅纳米晶注入电荷,在静电力模式下研究了硅纳米晶的充放电特性.实验结果表明,硅纳米颗粒充电后电荷可以保存10h以上,同时可以在几秒内快速放电.电荷储存于纳米颗粒内部和表面,不会向外扩散.

  • Si基氨化ZnO/Ga2O3薄膜制备GaN纳米线

    高海永, 庄惠照, 薛成山, 王书运, 何建廷, 董志华, 吴玉新, 田德恒

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 931

    Abstract PDF

    利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上溅射ZnO中间层和Ga2O3薄膜,然后在管式炉中常压下通氨气对ZnO/Ga2O3薄膜进行氨化,高温下ZnO层在氨气气氛中挥发,而Ga2O3薄膜和氨气反应合成出GaN纳米线.X射线衍射测量结果表明利用该方法制备的GaN纳米线具有沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿结构.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外透射谱、能量弥散谱及选区电子衍射观测并分析了样品的形貌、成分和晶格结构.研究发现ZnO层的挥发有利于Ga2O3和NH3反应合成GaN纳米线.

  • 水平冷壁CVD生长4H-SiC同质外延膜

    高欣, 孙国胜, 李晋闽, 赵万顺, 王雷, 张永兴, 曾一平

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 936

    Abstract PDF

    采用自行设计的水平冷壁低压化学气相沉积(LPCVD)方法在偏向〈11-20〉晶向8°的n型4H-SiC(0001)衬底上进行了同质外延生长.在5.3e3Pa的低压下,外延膜生长速率超过3μm/h.电容电压法测试表明在非有意掺杂外延膜中净施主浓度为8.4e16cm-3.Nomarski显微镜观察表明厚外延膜的表面光滑,生长缺陷密度很低.AFM测试显示表面均方根粗糙度为0.3nm,没有观察到宏观台阶结构.Raman谱线清晰锐利,表现出典型的4H-SiC特征.在低温PL谱中,近带边区域出现很强的自由激子峰,表明样品是高质量的.

  • 利用p型(100)硅片制备二维光子晶体的工艺

    张晚云, 季家榕, 袁晓东, 叶卫民, 朱志宏

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 941

    Abstract PDF

    采用电化学腐蚀法并结合光刻、反应离子刻蚀以及碱性腐蚀等技术,在p型(100)硅基底中制备了大深宽比的二维大孔硅光子晶体,其二维周期性结构的晶格常数为3.8μm,孔隙直径约3.0μm,孔隙深度超过80μm.在光刻、反应离子刻蚀及碱性腐蚀所刻印的V形尖坑阵列的基础上,采用优化的电化学腐蚀参数能制备出周期性好、深宽比大、表/侧面光滑的高品质光子晶体结构,并从理论上利用数值模拟的方法证明了该样品结构在归一化频率位于0.162~0.205ωa/(2πc)范围内存在光子带隙.

  • (100)定向CVD金刚石薄膜的制备及其电学性能

    苏青峰, 夏义本, 王林军, 张明龙, 楼燕燕, 顾蓓蓓, 史伟民

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 947

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    采用HFCVD制备金刚石薄膜的方法,以乙醇为碳源,氢气为载气,在适当的衬底温度下,合成出具有(100)晶面取向均匀生长的金刚石薄膜.SEM,XRD和Raman分析表明,所合成的金刚石薄膜是高质量的多晶(100)取向膜,厚度均匀、化学性能稳定,结构和性能与天然金刚石相接近.研究了室温下(100)取向金刚石薄膜的暗电流电压特性、稳态55Fe 5.9keV X射线辐照下的响应和电容频率特性.结果表明,退火后(100)取向多晶金刚石薄膜具有较低的暗电流和较高的X射线响应;高频下,电容和介电损耗都很小且趋于稳定,不随频率的变化而变化.

  • VHF-PECVD制备微晶硅材料及电池

    张晓丹, 赵颖, 朱锋, 魏长春, 高艳涛, 孙健, 侯国付, 薛俊明, 耿新华, 熊绍珍

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 952

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    采用VHF-PECVD技术制备了不同功率系列的微晶硅薄膜和电池,测试结果表明:制备的适用于微晶硅电池的有源层材料的暗电导和光敏性都在电池要求的参数范围内.低功率或高功率条件下,电池从n和p方向的喇曼测试结果是不同的,在晶化率方面材料和电池也有很大的差别,把相应的材料应用于电池上时,这一点很重要.采用VHFPECVD技术制备的微晶硅电池效率为5%,Voc=0.45V,Jsc=22mA/cm2,FF=50%,Area=0.253cm2.

  • 渐变带隙结构在Ⅲ-Ⅴ族太阳电池中的应用

    彭华, 周之斌, 崔容强, 叶庆好, 庞乾骏, 陈鸣波, 赵亮

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 958

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    在分析半导体带隙的渐变结构理论的基础上,研究了具有渐变带隙结构太阳电池的普遍规律和特点,采用AMPS软件结合相关试验参数对Ⅲ-Ⅴ族的AlxGa1-xAs类太阳电池中渐变带隙结构进行了计算模拟,并与普通电池进行了对比分析.一方面,带宽的递增或递减构成的势垒可以形成附加电场,帮助少子收集,增加少子寿命;另一方面,渐变后的带隙会影响实际光谱的吸收效率,使得总的载流子产额以及可利用部分发生变化,总结出带隙的渐变结构对载流子实际产生、收集等情况有着多方面的调制作用.

  • p型GaN欧姆接触的比接触电阻率测量

    薛松, 韩彦军, 吴震, 罗毅

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 965

    Abstract PDF

    采用多种传输线模型方法,测量了p型GaN上的欧姆接触的比接触电阻率.通过比较和分析不同测量方法所得的结果之间的差异,得出了一个准确、可靠测量p型GaN上的欧姆接触的比接触电阻率的方法——圆点传输线模型方法.利用该方法优化了p型GaN上欧姆接触的退火温度,在氧气气氛中650℃退火后获得了最优的欧姆接触,其比接触电阻率为5.12e-4Ω·cm2.

  • 微量铜-铁对硅片表面污染的初步分析

    郑宣, 程璇

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 970

    Abstract PDF

    通过比较微量铜铁单独存在和共存时对p型硅片表面的污染,采用电化学直流极化和交流阻抗技术以及SEM、EDX和AES等现代表面分析技术,对未污染和受污染的硅片表面进行了初步的研究.结果表明,当氢氟酸溶液中同时含有ppb水平(1e-9)的铜铁杂质时,不但铜会沉积在硅片表面上发生铜污染,而且还导致硅片表面的碳污染,并从电化学极化电阻、元素深度分布和空间电荷效应等方面对硅片表面铜与碳污染进行了初步的分析和讨论.

  • 径向三重流MOCVD反应器输运过程的数值模拟

    左然, 张红, 刘祥林

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 977

    Abstract PDF

    对径向三重流MOCVD反应器的输运过程进行了二维数值模拟研究.在模拟计算中,分别改变反应腔几何尺寸、导流管位置、流量、压强、温度等条件,得到反应器流场、温场、浓度场的相应变化.根据对模拟结果的分析,发现反应腔内涡旋首先在流动的转折处产生,上下壁面温差的加大使涡旋增大,中管进口流量的增加对涡旋产生抑制作用,内管和外管流量的增加对涡旋产生扩大作用.得出输运过程的优化条件为:反应腔上下壁靠近,导流管水平延长,中管进口流量尽量大于内、外管流量,压强尽量低于10.5Pa,上下壁面温差尽量减小等.

  • 基于C-V, I-V, Q-V特性的铁电电容新模型

    陈小明, 汤庭鳌

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 983

    Abstract PDF

    推导出描述铁电电容电气特性的新模型.铁电电容可以等效为开关电容(电畴电容)和非开关电容(普通线性电容)的并联,而电畴电容可以看作是由电偶极子组成的铁电材料、上电极和下电极组成.根据实验测试的铁电电容的C-V特性,选定电偶极子矫顽电压的概率密度函数为t分布,从而推导出只用6个参数描述的铁电电容的C-V,I-V和Q-V关系式,根据这些关系式仿真的结果与实验结果基本吻合.

  • 基于FC技术的AlGaN/GaN HEMT

    陈晓娟, 刘新宇, 邵刚, 刘键, 和致经, 汪锁发, 吴德馨

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 990

    Abstract PDF

    采用FC技术将管芯倒扣至AlN基板散热的AlGaN/GaN HEMTs,并通过热阻模型分析了FC方式的散热机理.从测试结果看,器件的热阻可大幅降到14.9K·mm/W,直流特性明显增加,饱和电流提高33%.表明采用FC技术有效改善了器件散热,而且引入的寄生电感较小,可获得更大输出功率.如果进一步完善频率特性的优化,可以加快FC技术的AlGaN/GaN大功率HEMT器件的实用化进程.

  • 一种简化的VBIC模型和InGaP/GaAs HBT宽带放大器设计

    孙玲玲, 刘军

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 994

    Abstract PDF

    采用一种新的简化VBIC模型对单、多指InGaP/GaAs HBT器件进行建模.测量和模型仿真I-V特性及其在多偏置条件下多频率点S参数对比结果表明,DC~9GHz频率范围内,简化后的模型可对InGaP/GaAs HBT交流小信号特性进行较好的表征.利用建立的模型设计出DC~9GHz两级直接耦合宽带放大器,该放大器增益达到19dB,输入、输出回波损耗分别低于-10dB和-8dB.

  • 恒压应力下超薄栅nMOSFET软击穿后的衬底电流特性

    王彦刚, 许铭真, 谭长华, 段小蓉

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 999

    Abstract PDF

    研究了在恒压应力下超薄栅nMOSFET软击穿后的衬底电流特性.软击穿时间由衬底电流随时间的弛豫特性和器件输出特性测量时监测的衬底电流突变确定.发现软击穿时间的威布尔斜率和衬底特征击穿电流随温度的升高而增大.用类渗流模型模拟了软击穿后衬底电流与栅电压的关系.利用变频光泵效应讨论了超薄栅MOSFET低电压应力下衬底电流的来源,并解释了软击穿后衬底电流和栅电流之间的线性关系.

  • pMOS器件的热载流子注入和负偏压温度耦合效应

    刘红侠, 郝跃

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 1005

    Abstract PDF

    研究了在热载流子注入HCI(hotcarrier injection)和负偏温NBT(negative bias temperature)两种偏置条件下pMOS器件的可靠性.测量了pMOS器件应力前后的电流电压特性和典型的器件参数漂移,并与单独HCI和NBT应力下的特性进行了对比.在这两种应力偏置条件下,pMOS器件退化特性的测量结果显示高温NBT应力使得热载流子退化效应增强.由于栅氧化层中的固定正电荷引起正反馈的热载流子退化增强了漏端电场,使得器件特性严重退化.给出了NBT效应不断增强的HCI耦合效应的详细解释.

  • 双极晶体管ΔVbe瞬态热阻测试法精度修正

    李霁红, 贾颖, 康锐, 高成

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 1010

    Abstract PDF

    对双极型晶体管ΔVBE瞬态热阻测试法中晶体管壳温波动和测量延迟时间的误差进行了分析,提出了提高测试精度的误差修正方法.以3DK457(F0金属封装)双极晶体管为实验对象进行了研究,结果表明:晶体管瞬态热阻ΔVBE修正测试方法与红外扫描热像法和标准电学法相比较在保持较高测量精度的前提下,测试成本低,测量效率高.

  • 三沟道体电荷耦合器件在近红外光区光电特性的数值模拟

    宋敏, 张颖, 王玉新, 郑亚茹

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 1015

    Abstract PDF

    对三沟道BCCD(bulk charge-coupled device)在近红外光区的光电特性进行了研究.结果表明,锗制的三沟道BCCD不能在近红外光区实现多光谱成像.通过理论分析,找到了一种能保证BCCD在近红外光区工作的衬底材料应满足的吸收曲线.数值模拟结果表明:利用这种新材料制成的三沟道BCCD,其光敏特性曲线可以分别在1.0,1.1和1.26μm处出现最大值.

  • 50/100GHz AWG型光学梳状滤波器的设计与制备

    窦金锋, 韩培德, 胡雄伟

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 1020

    Abstract PDF

    以Si基SiO2平面光波导为基础,设计并制备了50/100GHz AWG型光学梳状滤波器.制备得到的AWG型光学梳状滤波器可以覆盖1520~1585nm的波长范围,共有160个信道.功率输出不均匀度<0.5dB,插入损耗<8dB,相邻通道的串扰>13dB,在距离中心频率最远的信道,输出频率偏离ITU标准15GHz.分析了影响器件串扰和信道频率偏移的原因,并提出了相应的解决办法.

  • 850nm氧化物限制型VCSEL的温度特性

    张永明, 钟景昌, 赵英杰, 郝永芹, 李林, 王玉霞, 苏伟

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 1024

    Abstract PDF

    采用热封闭系统对850nm氧化物限制型VCSEL的温度特性进行了研究.实验证实该器件在80℃仍能正常工作,在20~80℃的温度区间内,器件的斜率效率由0.3mW/mA降到0.2mW/mA.根据阈值电流的温度依赖性得出T0=350K,器件的基模红移为0.11nm/mW,实验确定其热阻为2.02℃/mW.

  • MEMS多层膜残余应力全场光学在线测试

    聂萌, 黄庆安, 李伟华

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 1028

    Abstract PDF

    提出了一种基于背面腐蚀的多层膜残余应力测试方法.此法可以简化测量过程,仅需要依次腐蚀基片背面的各层薄膜,用激光全场测量法测出相应的曲率半径,而无须腐蚀基片正面有用层,就可以提取各层薄膜的残余应力.模拟及实验证明,这是一种精度较高而且简单易行的薄膜残余应力在线提取方法.

  • 焊料键合实现MEMS真空封装的模拟

    程迎军, 蒋玉齐, 许薇, 罗乐

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 1033

    Abstract PDF

    结合典型的焊料键合MEMS真空封装工艺,应用真空物理的相关理论,建立了封装腔体的真空度与气体吸附和解吸、气体的渗透、材料的蒸气压、气体通过小孔的流动等的数学模型,确定了其数值模拟的算法.通过实验初步验证了模拟结果的准确性,分析了毛细孔尺寸对腔体和烘箱真空度的影响,实现了MEMS器件真空封装工艺的参数化建模与模拟和仿真优化设计.

  • 一种改进的旋转式微机械结构

    刘祖韬, 黄庆安, 李伟华

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 1040

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    给出了一种改进的旋转式微机械薄膜残余应变测试结构.与已有的普通微旋转结构相比,改进的微旋转结构执行梁的宽度都保持一致.改进的微旋转结构在旋转变形之后,整个执行梁都会发生弯曲变形,所以在变形之后结构的残余应力非常小且分布均匀,没有普通微旋转结构的高应力集中,因此测量精度高于传统微旋转结构,更适合于高残余应变薄膜的测试.文中详细推导了改进微旋转结构的力学模型,并用有限元软件进行了模拟分析,同时详细地给出了改进的微旋转结构与传统微旋转结构的性能对比,最后用实验对改进微旋转结构的理论模型进行了验证.

  • 一种2.4GHz 0.35μm CMOS Gilbert下变频器

    崔福良, 黄林, 马德群, 洪志良

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 1045

    Abstract PDF

    利用0.35μm CMOS工艺实现了一种用于低中频接收机的Gilbert型下变频器.其中,混频器的输出级采用折叠级联输出,射频信号、本振信号和中频信号的频率分别为2.452GHz,2.45GHz和2MHz.测试表明:在3.3V电源电压条件下,整个混频器电路消耗的电流约为4mA,转换增益超过6dB,输入1dB压缩点约为-11dBm.

  • 一种2.4GHz的CMOS注入锁频倍频器

    衣晓峰, 苏彦锋, 朱臻, 洪志良

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 1049

    Abstract PDF

    介绍了一种用于频率综合器的2.4GHz CMOS注入锁频倍频器的设计和实现.从理论上重点分析了模拟倍频器的锁频范围和相位噪声特性.当电源电压为3.3V,输入信号为400mV时,电路输出幅度为1.04V,功耗为4.95mW,未经电容阵列补偿时倍频器的锁频范围达到113.7MHz.电路应用在单片集成的蓝牙发接器中,通过频率测试验证了电路功能的正确性.

  • 考虑缺陷形状分布的IC成品率模型

    王俊平, 郝跃

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 1054

    Abstract PDF

    实现了基于圆缺陷模型的蒙特卡洛关键面积及成品率估计,模拟了圆缺陷模型估计的成品率误差与缺陷的矩形度之间的关系,提出了更具有一般性的两种集成电路成品率模型,它们分别对应于矩形度相同和不同的缺陷.仿真结果表明该模型为成品率的精确表征提供了新途径.

  • 应用于MEMS的单晶硅上无电镀铜、镀镍工艺

    韩翔, 李轶, 吴文刚, 闫桂珍, 郝一龙

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 1059

    Abstract PDF

    开发了单晶硅上的选择性无电镀铜、镀镍工艺,形成了较为优化的施镀流程,实现了保形性、均镀性较好的铜、镍及其复合镀层.其中针对单晶硅表面的特点,采取了浓酸处理和氧等离子轰击两种表面预处理方法,优化了氯化钯对表面的激活时间,使得镀层质量得到提高.提出了以镍作为中间层以减小镀层应力的方法,施镀后获得的铜镀层的电阻率为2.1μΩ·cm,铜/镍复合镀层的方块电阻为0.19Ω/□.在单晶硅MEMS电感结构上实现了较好的无电镀铜,使得该元件的品质因数超过25.

  • 厚层抗蚀剂曝光模型及其参数测量

    刘世杰, 杜惊雷, 段茜, 罗铂靓, 唐雄贵, 郭永康, 杜春雷

    Chin. J. Semicond.  2005, 26(5): 1065

    Abstract PDF

    针对厚层抗蚀剂曝光过程中存在诸非线性因素的影响,更新Dill曝光参数的定义,建立了适合描述厚层抗蚀剂曝光过程的增强Dill模型.光刻过程模拟的准确性与曝光参数的测量精度有很大关系,为此,建立了实时曝光监测实验装置,测量了不同工艺条件、不同厚度抗蚀剂的曝光透过率曲线,并演绎计算出曝光参数随抗蚀剂厚度和工艺条件的变化规律.最后给出了采用增强Dill模型进行曝光过程的模拟和实验结果的分析.

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