体硅CMOS工艺下一种带隙基准的单粒子辐射特性分析

为了分析带隙基准(bandgap reference,BGR)在太空环境等极端条件下的单粒子辐射特性,分别在65 nm和28 nm体硅CMOS工艺下设计实现了一款BGR试验芯片,并采用脉冲激光单粒子模拟试验研究了其单粒子辐射特性。试验结果发现,当脉冲激光能量足够高时,BGR的输出电压显著增加,且退火后电压不能恢复,表明BGR发生了单粒子硬损伤(single-event hard damage,SHD),进一步的试验研究证明BGR中的三极管是诱发SHD的敏感器件。该研究为在体硅CMOS工艺下对BGR进行抗SHD加固设计提供了重要理论参考。

基于体硅MEMS工艺的射频微系统冲击特性仿真研究

高过载冲击试验成本高、周期长,同时失效检测手段较少,难以定位结构薄弱点。针对体硅工艺MEMS(Micro-electromechanical System)射频微系统,采用冲击响应谱与瞬态动力学方法,研究板级与试验条件下的高冲击载荷响应。仿真结果表明,该射频微系统能够承受高冲击过载,仿真结果可提前预判结构失效点,提高产品抗冲击可靠性。

体硅价带结构的MATLAB计算

能带结构在固体物理/半导体物理的教学及相关科研活动中占有重要地位.本文从理论上推导了体硅的价带E~k色散关系模型,利用MATLAB语言编程绘制了体硅价带E~k色散关系图及等能面图,通过对价带顶处色散曲线进行抛物线拟合,获得了体硅各晶向空穴有效质量,所得有效质量结果与其他理论计算及实验测量结果符合较好.

梳齿差分电容式体硅微加速度计(英文)

提出了一种体硅微加速度计的设计和制造方法,同时设计了它的闭环反馈伺服电路,分析了加速度计的质量块、悬臂梁和梳尺间隙对量程、非线性、灵敏度、抗冲击能力和带宽等特性的影响。已经加工出的微加速度计,其全量程为±60g,非线性度0.2%,带宽1kHz,灵敏度200mV/g,抗冲击能力10kg。对由加速度计结构设计、温度和伺服电路造成的零位漂移现象进行了分析,提出了一种制造微加速度计的新颖MEMS工艺———正面释放体硅工艺。

基于体硅工艺的静电致动微夹持器制作工艺分析

介绍了一种基于体硅工艺的大尺寸、大深宽比梳状静电致动微夹持器的制作工艺。对微夹持器制作中的关键工艺进行分析,重点分析ICP蚀刻工艺的蚀刻时间对结构的影响,总结导致器件失效的原因,探讨了减少失效的方法。加工过程中采用分步加工的办法控制蚀刻时间,成功的释放了宽6μm,厚60μm,等效长度达5470μm的悬臂梁型微夹持臂。研制出一种良好性能的具有S形柔性结构夹持臂的梳状静电致动微夹持器。

基于体硅工艺的定位平台制作工艺分析

针对纳米定位平台的构型和定位精度问题,采用体硅加工技术成功地研制了一种基于单晶硅并带有位移检测功能的新型二自由度纳米级定位平台。介绍了定位平台的相关制作工艺,并对关键工艺进行了分析,总结了导致器件失效的主要原因,探讨了减少失效的方法。同时,提出了一种可行的面内侧面压阻加工方法。通过对深度反应离子刻蚀(DRIE)工艺参数的调整,成功地刻蚀出大尺寸、大深宽比的结构释放窗口,释放了最小线宽为2.5μm,厚度为50μm的梳齿结构。

宽温区高温体硅CMOS倒相器的优化设计

在对体硅 CMOS倒相器直流特性、瞬态特性的高温模型和高温特性深入研究的基础上 ,提出了高温体硅 CMOS倒相器结构参数设计的考虑 ,给出了宽温区 (2 7～ 2 5 0℃ )体硅 CMOS倒相器优化设计的结果。模拟验证表明 ,所设计的体硅 CMOS倒相器在宽温区能满足下列电学参数设计指标 :输出高电平 Vo H>4 .95 V,输出低电平 Vo L<0 .0 5 V,转换电平 V*i (2 7℃ ) =2 .5 V,V*i(2 5 0℃ ) =2 .4 V,上升时间 tr(2 7℃ ) <110 ns,tr(2 5 0℃ ) <180 ns,下降时间 tf(2 7℃ ) <110 ns,tf(2 5 0℃ ) <16 0 ns。

一种新型体硅谐振加速度计(英文)

设计了一种谐振加速度计 .这种加速度计包括两个双端固定音叉、一个质量块、四套放大惯性力的杠杆系统以及激励和敏感梳 .利用梳状电极每个音叉被静电激励和敏感 .利用MEMS体硅工艺研制了这种新型加速度计 ,测试的灵敏度为 2 7 3Hz/ g ,分辨率为 16 7 8μg .

500V体硅N-LDMOS器件研究

借助Tsuprem-4和Medici软件详细讨论分析了高压N-LDMOS器件的衬底浓度、漂移区注入剂量、金属场极板长度等参数与击穿电压之间的关系,通过对各参数的模拟设计,最终得到兼容体硅标准低压CMOS工艺的500V体硅N-LDMOS的最佳结构、工艺参数,通过I-V特性曲线可知该高压N-LDMOS器件的关态和开态击穿电压都达到500V以上,开启电压为1.5V,而且制备工艺简单,可以很好地应用于各种高压功率集成芯片。

体硅工艺微振动传感器的研制

体硅工艺微振动传感器与表面工艺微振动传感器相比,具有灵敏度高、噪声低等优点.本文研制的体硅工艺微振动传感器,其敏感单元为叉指电极结构,弹性梁采用新颖的多级折梁结构.利用硅深槽刻蚀技术(ICP)制作微振动传感器,ICP的最大刻蚀深度可达400μm,最小线条宽度小于1μm.传感器的灵敏度可达56 8fF/g,测量范围-5g～5g,抗过载能力高于1000g,共振频率为2 5kHz.

一种基于体硅工艺的微机械可调节椭圆低通滤波器

提出了一种椭圆低通可调滤波器的调谐方法,即通过调节第一传输零点(FTZ)来改变3dB截止频率Tc。解析计算表明,小范围内改变FTZ既可调节Tc和滚降速率,又能保证通带和阻带的特性基本不变。作者提出FTZ的移动可由串联谐振支路处容性MEMS开关的分布加载来实现,并基于微扰法求出器件中心谐振频率及特性的变化规律。本文相应设计了Tc为16GHz的7阶步进式滤波器。高频有限元全波仿真表明,每加载一个MEMS开关,Tc改变约1.5GHz,损耗特性则几乎不变。这证明了理论分析方法有较高的准确性,而且器件设计具有数字化调节能力和较出色的微波性能。这种方法也可用于高通和带通滤波器。论文还介绍了器件的体硅微加工流程及MEMS开关的初步加工结果。

体硅隧道加速度计

为了降低成本 ,拓展隧道加速度计的应用 ,作者设计了一种隧道加速度计 .对器件进行体硅工艺研究 ,结果为 :隧尖尺寸为 0 .0 2 μm× 0 .0 2 μm ,隧道电流为 1.14nA～ 4.68nA .

用于微电子机械系统封装的体硅键合技术和薄膜密封技术

对静电键合、体硅直接键合和界面层辅助键合等三种体硅键合技术 ,整片操作、局部操作和选择保护等三种密封技术 ,以及这些技术用于微电子机械系统的密封作了评述 ,强调在器件研究开始时应考虑封装问题 ,具体技术则应在保证器件功能和尽量减少芯片复杂性两者之间权衡决定。

体硅微机械湿法加工技术研究进展

湿法腐蚀技术成本低,是硅微机械(Micromachining)加工中最基础、最关键的技术。着重讨论了3种主要湿法技术的优缺点,概述了硅的各向同性存在侧向腐蚀、各向异性受晶格限制以及电化学腐蚀受图形尺寸限制的缺点和局限性,探讨了国内外研究现状和湿法腐蚀技术存在的问题及今后电化学腐蚀技术在湿法技术中的地位。

体硅高压LDMOS器件二维温度分布模型

体硅高压LDMOS器件,在不同工作方式下,自身的发热情况也不同.本文通过解热传导方程,研究了体硅N-LD-MOS器件准二维温度分布模型.通过该模型,分析了体硅高压N-LDMOS器件工作在线性区与饱和区时温度的分布,器件各个部分自热引起的温度升高以及其在不同宽度的高压脉冲作用下,N-LDMOS器件的温度分布变化情况.

体硅衬底上的CMOS Fin FET(英文)

介绍了一种制作在普通体硅上的 CMOS Fin FET.除了拥有和原来 SOI上 Fin FET类似的 Fin FET结构 ,器件本身在硅衬底中还存在一个凹槽平面 MOSFET,同时该器件结构与传统的 CMOS工艺完全相容 ,并应用了自对准硅化物工艺 .实验中制作了多种应用该结构的 CMOS单管以及 CMOS反相器、环振电路 ,并包括常规的多晶硅和 W/Ti N金属两种栅电极 .分析了实际栅长为 110 nm的硅基 CMOS Fin FET的驱动电流和亚阈值特性 .反相器能正常工作并且在 Vd=3V下 2 0 1级 CMOS环振的最小延迟为 14 6 ps/门 .研究结果表明在未来 VL

体硅CMOS FinFET结构与特性研究

建立在SOI衬底上的FinFET结构被认为是最具全面优势的非常规MOS器件结构.本文通过合理的设计将FinFET结构迁移到普通体硅衬底上,利用平面凹槽器件的特性解决了非绝缘衬底对器件短沟道效应的影响,同时获得了一些标准集成电路工艺上的改进空间.运用标准CMOS工艺实际制作的体硅CMOSFinFET器件获得了较好的性能结果并成功地集成到CMOS反相器和环形振荡器中.结构分析与实验结果证明了体硅CMOSFinFET在未来电路中的应用前景.

宽温区体硅MOST阈值电压温度特性的研究

本文在深入研究硅费米势和禁带宽度温度特性的基础上，详细探讨了宽温区体硅ＮＭＯＳＴ阈值电压的温度特性及沟道掺杂浓度与栅氧化层厚度对其温度特性的影响，提出了２９８ ～５２３ Ｋ宽温区体硅ＮＭＯＳＴ阈值电压的γ σ因子温度非线性简化模型．该模型的模拟结果与高温ＭＯＳ器件模拟软件ＨＴＭＯＳ的数值模拟结果吻合得很好．

基于体硅工艺的集成式定位平台

针对纳米定位平台的构型和定位精度问题,采用体硅加工技术成功地研制出了一种基于单晶硅并带有位移检测功能的新型二自由度微型定位平台,定位平台采用侧向平动静电梳齿驱动。利用力电耦合和能量守恒原理分析了静电致动器的致动机理,对定位平台的主要失效模型、静态和动态特性进行详细建模分析,证明了静电梳齿力电耦合所导致的侧壁不稳定以及驱动器的最大稳定输出位移,给出了平台稳定工作条件下梳齿间隙、梳齿初始交错长度以及复合柔性支撑梁的弹性刚度比之间的关系。动态分析时考虑空气阻尼对平台的影响,给出了平台最大运行速度、位移及动态条件下的临界驱动电压并把分析结果应用于平台闭环控制。实验结果表明:驱动电压30 V时,平台稳定输出位移达10μm,机械稳定时间仅为2.5 ms。

体硅热膜传感器单片集成工艺的研究

针对MEMS热膜式传感器的发展趋势和在实用化过程中存在的问题,提出了一种新型的单片电路和体硅MEMS热膜式传感器实现集成制造的嵌入式CMOS工艺技术,解决了MEMS制造工艺和CMOS集成电路工艺之间存在的兼容性问题。通过这种嵌入式CMOS工艺技术,可以实现具备最小体积、最低成本的MEMS器件。通过这种嵌入式热膜式传感器和CMOS处理电路的单片集成制造工艺,实现了一款热膜式传感器和IC放大电路的集成部件,并完成了相关基本电性能测试和传感器功能的演示验证,证明了设计的工艺路线的可行性。