环栅晶体管制备中SiGe选择性刻蚀技术综述

环栅(Gate-all-around,GAA)晶体管是3 nm以下节点替代现有鳍式晶体管(FinFET)最有竞争力的器件结构,能有效改善器件尺寸不断微缩带来的短沟道效应。与FinFET相比,GAA器件制备的工艺流程中内侧墙制备和沟道释放是新引入的工艺模块,均需要SiGe选择性刻蚀技术。工艺要求SiGe作为牺牲层被选择性刻蚀去除,且尽可能减少对Si沟道的损伤。本文对环栅晶体管制备工艺中所需的SiGe选择性刻蚀技术进行了综述,主要分析了器件结构的发展趋势及SiGe选择性刻蚀的应用,并分类综述了常规SiGe选择性刻蚀方法以及新型选择性刻蚀技术的发展历程,分析了各种技术的优点和不足。最后对SiGe选择性刻蚀技术面临的挑战进行了分析,并对其未来可能的发展趋势进行了展望。

环栅式动力除尘器分离性能的数值模拟与实验

【目的】为提高环栅式动力除尘器的分离性能,研究结构参数与工况参数对分离效率和压降的影响,确定最优结构参数和工况参数。【方法】采用数值模拟方法研究结构参数对环栅式动力除尘器分离性能的影响,优化除尘器的结构参数,然后依据优化的结构参数设计除尘器,并搭建分离性能测试实验平台,研究不同工况参数对除尘器的分离效率和压降的影响,确定除尘器的最佳工况参数。【结果】净气流以较高气速通过除尘器后部环缝,颗粒的逃逸发生在最后2级环缝处,最后1级环缝处最高气速为57.88 m/s,一般逃逸颗粒的粒径≤22μm。环栅式动力除尘器优化结构尺寸为:筒体直径为150 mm,环厚度为20 mm,环栅数量为20,前16个环间距为8 mm,后4个环间距为2 mm,环高为5 mm,环错位为1 mm。环栅式动力除尘器优化工况参数为:抽气流量分数为20%,气速为15 m/s。【结论】在最优结构参数和工况参数条件下,环栅式动力除尘器分离效率最高,模拟值更接近实验值。颗粒质量浓度的变化对分离效率影响不大,环栅式动力除尘器适用于分离不同质量浓度的粉尘颗粒。

基于液体透镜和激光环栅的高精度激光水准位移测量系统研究

水库大坝等国家重要基础设施的形变监测,对监测精度、自动化程度和实时性要求越来越高。传统监测手段效率低下,难以实现实时的自动化高精度持续测量。为解决这一难题,提出了一种基于液体透镜和激光环栅的高精度激光数字水准测量系统,并对测量原理和标定方法进行了研究。研究了自动安平的液体透镜技术,能够保持测量系统的水平激光线基准;采用激光环栅的光斑准直技术,可实现高精度的光斑位置测量。搭建了试验装置,开展了测量实验,从实验过程和结果可以看出,在基于液体透镜和激光环栅的高精度激光水准位移测量系统测量精度高,可实现自动化实时测量,垂直位移测量精度满足混凝土大坝变形监测要求。

功率集成电路TID加固环栅器件研究现状综述

总结了标准工艺下功率集成电路中总剂量辐射(TID)加固环栅MOS器件与环栅功率器件的研究现状,归纳了不同结构形态的环栅器件的性能优劣,推荐8字形环栅MOS器件、华夫饼功率器件及回字形LDMOS器件结构用于功率集成电路的TID加固设计。同时,阐述了现有环栅MOS器件等效W/L的建模情况,提出保角变换是环栅MOS器件等效W/L精确建模的重要方法,最后还给出了环栅器件建库的基本流程。

回字形抗辐射环栅LDMOS建模与验证

介绍了一种回字形抗辐射环栅LDMOS器件。分析了该器件在版图绘制中的结构优势,并结合Sentaurus仿真结果,通过区域划分和类MOS结构拟合阈值电压,给出了该器件的等效宽长比模型和饱和电流模型。在标准商用0.18μm BCD工艺下流片,测试结果表明,理论模型在一定栅压范围内误差可低于10%。在总剂量测试中,关态泄漏电流随剂量增加变化较小,有一定的抗辐射加固能力。

环栅树状场效应晶体管的电学特性

环栅树状场效应晶体管(GAA-TreeFET)是一种在纳米片结构中引入鳍型内桥沟道的新型环栅器件,可以在相同平面面积上实现更大的驱动电流。基于Sentaurus TCAD数值仿真,构建了TreeFET结构模型,通过改变其内桥宽度(WIB)和内桥高度(HIB),分析了鳍型内桥结构参数对TreeFET电学特性的影响。结果表明,随着内桥宽度的减小,器件短沟道效应得到抑制,纳米片中的电子密度上升。随着内桥高度的增加,器件驱动电流增大,栅控能力增强;然而,内桥高度的增加也导致了载流子的输运路径变长,限制了器件电学性能的优化。所获得的仿真结果和理论分析对TreeFET电学性能的进一步优化以及未来高性能集成电路器件的设计和应用有一定的参考意义。

两种环栅MOS管的等效宽长比分析研究

对抗总剂量辐射加固中常用的两种环栅MOS管的等效宽长比进行了研究。对b字形环栅管的宽长比计算模型进行验证,发现b字形环栅结构无法实现小宽长比。分别在0.35μm和0.18μm工艺下进行流片测试,发现该计算模型的准确性较低,测试样品的宽长比最大偏差超过30%。针对b字形环栅结构的缺点,设计了8字形环栅结构,可实现小宽长比管和倒比管,宽长比的值易于预估,且几何尺寸与直栅结构相近。在0.18μm工艺下进行流片验证。测试结果表明,8字形环栅管的饱和电流偏差值均在6%以内,宽长比预估值的准确性较高,能够非常方便地被应用于实际设计中。

单切向环栅式喷射鼓泡进气脱硫装置的研究

为解决塔器进气分布不均、气体在塔内停留时间短和脱硫效率低等问题,发明专利单切向环栅式喷射鼓泡进气脱硫装置,打破了传统进气装置的设计模式。通过喷射鼓泡使气体进入塔内吸收液,以液体为连续相,气体为分散相,增大了气液接触面积;并且,其自身的水力搅拌作用使气液固三相混合均匀。整个进气装置结构简单、不易结垢和堵塞;且把布气、搅拌、除雾滴有机自然地融为一体,极大地改善了气体分布状态,提高脱硫效率。栅口开口面积、栅口埋入深度、气量等是影响脱硫效率的重要因素。

双栅和环栅MOSFET中短沟效应引起的阈值电压下降

基于电荷分享原理 ,推导了双栅和环栅 MOSFET短沟效应引起的阈值电压下降 ,分析了衬底掺杂浓度、栅氧化层厚度及硅膜厚度等因素对阈值电压下降的影响 ,并用数值模拟验证了理论结果 .这些研究结果对进一步开展纳米

喷淋环栅式除尘脱硫反应器的数学模拟

研制了一种由内外圈构成的喷淋环栅式除尘脱硫反应装置,气、液两相在内外圈之间通向运动,紊流冲激环栅时接触传质。基于溶质渗透理论,提出了以内塔穿孔速率V,液气比L/G,吸收浆液pH值为参数的脱硫效率模型。对比某电厂工况条件下测得的一系列实验数据,显示出该模型与实际情况具有良好的一致性,表明该模型可以用来作为工程设计、最优化技术和推测工业数据的理论参考工具。

部分耗尽异质环栅场效应晶体管阈值电压模型

为抑制短沟道效应和解决载流子传输效率低的问题,提出了部分耗尽异质环栅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)结构(DMSG),并建立了器件的表面电势和阈值电压解析模型。异质环栅由两种具有不同功函数的材料无缝拼接形成,能在沟道中产生电场峰值,降低漏端电场,并屏蔽漏压对最小表面势的影响。通过为沟道耗尽层各区建立柱坐标下电势泊松方程和相应的边界条件方程,采用径向抛物线近似对偏微分方程进行降维和解析求解技术,获得了DMSG结构的解析模型。仿真结果表明,与传统的部分耗尽环栅器件相比,DMSG结构载流子传输效率高,短沟道效应、漏致势垒降低效应和热载流子效应抑制能力强;所建解析模型与数值仿真软件的相对误差小于5%。

环栅肖特基势垒MOSFET解析电流模型

肖特基势垒金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor FieldEffect Transistor,MOSFET)的电流一般需要通过载流子的费米狄拉克分布对能量积分来计算或自洽迭代数值计算,为降低其复杂性,本文采用若干拟合参数,考虑镜像力势垒降低效应、偶极子势垒降低效应和小尺寸下量子化效应对肖特基势垒高度的影响,给出了环栅肖特基势垒MOSFET一种新的解析电流模型。所提出的电流模型与文献报道实验数据符合较好,验证了模型的正确性,对环栅肖特基势垒MOSFET器件以及电路设计提供了一定的参考价值.

环栅结构CMOS/SOI器件SPICE模型研究

建立了环栅结构的CMOS/SOI器件的SPICE模型,可以对抗辐照设计中环栅结构的CMOS/SOI器件计算其等效宽长比,将环栅器件转换为等效宽度和长度的条栅器件;以及对体接触电阻等其他受影响的SPICE模型参数做出调整,使其电学特性模拟达到最准确精度。模拟数据和试验数据具有很好的一致性,证明所建立的模型具有较高的精度。

离心压缩机环列叶栅叶片不稳定脉动力的确定

考虑了近叶片相互作用，首次推出了周期非定常来流作用下环列叶栅叶片上不稳定脉动力计算公式．利用此方法可确定在叶轮叶片粘性尾迹作用下扩压器叶片上所受的不稳定脉动力．由计算公式可计算出叶轮结构参数、气流参数、扩压器叶片几何参数、扩压器叶片气流攻角等对扩压器叶片上不稳定脉动力的影响，为设计低噪声离心压缩机、通风机提供理论依据．

TC4叶栅环等温锻造成形工艺研究

以TC4叶栅环零件为研究对象,采用三维有限元模拟软件DEFORM-3D对叶栅环的等温锻造成形过程进行数值模拟,对成形工艺方法进行实物验证,得到了满足使用要求的TC4叶栅环零件。研究结果表明:等温锻造成形技术可成形出TC4叶栅环零件。

环栅型宽带多波束相控阵天线初探

抛物透镜式天线利用其馈源偏置特性可同时产生多波束，当透镜为环栅型相控阵形式时，该组合天线即成为同时多波束相控阵天线，因此研究该型天线的特性，具有非常重要的使用价值。

自顶向下制备硅纳米线环栅MOSFET新工艺

准弹道输运特征的环栅纳米线MOSFET由于具备很强的栅控能力和抑制短沟道效应的能力,被认为是未来22nm技术节点以下半导体发展路线最有希望的候选者之一。采用传统CMOS工艺在SOI和体硅衬底上制备环栅纳米线MOSFET,解决了许多关键的技术难点,获得了许多突破性进展。文章综述了目前各种新颖的自顶向下制备方法和各种工艺的优缺点,以及优化的方向。

实用新型除尘装置—环栅式动力除尘器

实用新型除尘装置—环栅式动力除尘器采用了先进的气动造型和流体计算技术 ,其工作原理类似于传统的百叶窗除尘器 ,但是其除尘效率远高于百叶窗除尘器。该除尘器具备机械式除尘器结构简单、造价低和维护方便的优点 ,而且还有运行阻力低 ,占地面积小 ,抗腐蚀、耐高温、无二次污染 ,安装方式灵活多样的特点 ,可广泛地应用在水泥、电力、冶金、化工、粮食。

对称矩形环栅NMOS器件的建模与验证

介绍了一种对称矩形环栅NMOS器件结构,并对其等效宽长比的计算模型和总剂量效应加固性能进行了研究。通过区域划分、保角变换等方法,对该对称矩形环栅NMOS器件进行建模,给出了其等效宽长比的计算模型。在0.18μm BCD工艺下进行流片,并对不同尺寸下直栅MOS器件和环栅MOS器件进行辐照对比测试。测试结果表明,对称矩形环栅NMOS器件的等效宽长比计算模型的计算误差可低至5%。辐照总剂量10 kGy条件下,对称矩形环栅NMOS器件的关态泄漏电流仍可维持在一个很低的量级,表现出良好的总剂量效应加固性能。

一种新型降低GIDL的纳米线环栅场效应晶体管

提出了一种可以有效降低环栅晶体管栅致漏极泄漏(GIDL)的新型非对称沟道介质环场效应环栅(GAA)晶体管。位于漏端附近的沟道介质环结构可有效降低载流子沿沟道方向的带间隧穿几率,从而显著改善环栅器件在关态时的栅致漏极泄漏电流情况。3D TCAD仿真结果表明,与具有真空侧墙或者一般氧化物侧墙的常规环栅器件相比,新型非对称沟道介质环晶体管静态漏电明显降低,开关比提高;栅围寄生电容、最大振荡频率(fMAX)和截止频率(fT)未受明显影响。沟道介质环厚度的增加会线性减小器件的关态电流和开态电流,但会提高器件的开关比。