宽带rf匹配SIS混频串联结阵

该文介绍把宽带rf匹配电路与结阵集成在一起对提高SIS混频器性能,推动它走向实用的意义,及这种结阵的设计考虑、制备过程和结的初步测试结果.最后提出一种重叠串联结阵的设想,为更大规模串联结阵用于SIS混频器提供可能。

SIS结参量放大器的模拟器研究

在超导体-绝缘体-超导体(SIS)式的隧道结中,准粒子隧道电流的电抗部分Rej_1在能隙以下随电压的增大急剧地上升,而其电阻部分Imj_1却保持为零。这样,SIS结便表现为一个理想无耗的纯电抗器件,可以用来制作参量放大器。

非掺杂型Si/SiGe异质结外延与表征

以自旋为编码单元的硅基半导体量子计算与传统微电子工艺兼容,易拓展且可以同位素纯化提高退相干时间,因而备受关注.本研究工作通过分子束外延生长了高质量非掺杂型Si/SiGe异质结并测试了二维电子气迁移率.球差电镜观察到原子级尖锐界面,原子力显微镜表征显示其表面均方根粗糙度仅为0.44 nm,低温下迁移率达到20.21×10^(4)cm^(2)·V^(–1)·s^(–1).不同栅压下载流子浓度和迁移率的幂指数为1.026,材料丁格比值在7—12之间,表明载流子主要受到背景杂质散射和半导体/氧化物的界面散射.

基于C++SuperMix库的SIS混频器的研究

基于C++SuperMix软件库对680 GHz接收机中的双槽双超导隧道结(SIS)混频器进行深入模拟研究.在环境温度为4.2 K、本地振荡器(LO)频率为680 GHz、本振功率为100 nW、中频频率中心为10 GHz和中频匹配阻抗为50Ω的条件下,采用二次谐波的谐波平衡法,在0~500 K热噪声源温度下对SIS混频器的输出噪声温度进行建模仿真研究.计算得出:当偏置电压在2~3 mV变化时,SIS混频器的输出噪声温度均小于50 K,表明所研究的SIS混频器具有较好的噪声性能.

亚毫米波射电天文用超导SIS接收机的研制(英文)

为了研制亚毫米波射电天文用超导SIS(超导 -绝缘体 -超导 )接收机 ,我们重点开展了如下研究 ,1 )Nb超导SIS结在其能隙频率附近的量子混频特性 ,及其结合高能隙超导薄膜 (NbTiN)和高电导率金属薄膜 (Al)分布结阵在 780 - 950GHz频率区间的量子混频特性 ;2 )亚毫米波超导混频器嵌入阻抗的数值和实验表征 ;3)高电流密度小面积Nb超导SIS结的制备和特性表征 ;4)一个 60 0 - 72 0GHz超导SIS混频器的研制和特性表征。本文详细介绍了相关的数值分析和实验测量结果。

β-FeSi_2/Si异质结的制备及性质研究

采用直流磁控溅射和真空退火方法制备β-FeSi2/Si异质结,首先在n型Si(100)衬底上沉积Fe膜,经真空退火形成β-FeSi2/Si异质结,Fe膜厚度约238nm,退火后形成的β-FeSi2薄膜厚度约为720nm。利用XRD、SEM和红外光谱仪分别研究了β-FeSi2薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性质。霍尔效应结果表明,制备的β-FeSi2薄膜为n型导电,载流子浓度为9.51×1015cm-3,电子迁移率为380cm2/(V.s)。

新型SiGe/Si异质结开关功率二极管的特性分析及优化设计

将SiGe技术应用于功率半导体器件的特性改进 ,提出了新型SiGe/Si异质结p i n开关功率二极管结构 ,在分析器件结构机理的基础上 ,用Medici模拟了该器件的特性并进行了优化设计 .结果表明 ,该功率二极管具有低的正向压降 ,较少的存贮电荷 ,其性能远远超过Si的同类型结构 .这种性能的改进无需采用少子寿命控制技术 ,因而很容易集成于功率IC中 .

SiGe／Si异质结光电器件

SiGe／Si异质结光电器件及其光电集成(OEIC)是硅基光电研究的一个非常引人注目的领域。综述了SiGe／Si异质结材料的基本性质,SiGe／Si异质结光电器件的结构、性能、应用及其光电集成。重点介绍了SiGe／Si光电探测器及其与其他相关器件的集成。

MoS_2/Si异质结的接触和伏安特性的研究（英文）

单层硫化钼(MoS2)因具有直接带隙和特殊的六方晶系层状结构,而呈现优异的光学特性和电学特性。基于p-n结扩散模型推导了MoS2/Si异质结的接触特性和伏安特性,分析了不同施主掺杂浓度(n-MoS2)和受主掺杂浓度(p-Si)对能带结构和输运特性的影响。研究表明:MoS2/Si异质结的内建电势和势垒区宽度由施主、受主掺杂浓度共同决定。随着掺杂浓度的升高,内建电势VD逐渐增大,而势垒区宽度XD呈明显减小的趋势。另外,发现p-Si的受主掺杂浓度决定了MoS2/Si异质结的电流密度和反向饱和电流密度,均随着p-Si的受主掺杂浓度的增大而减小,但与n-MoS2的掺杂浓度关系不大。

Ge^+注入Si_(1-x)Ge_x/Si异质结的退火行为

在注入能量为100keV时,将注入剂量为5.3×1016/cm2的Ge+注入(001)SIMOX硅膜中制备Si1-xGex/Si异质结;然后,对样品进行碘钨灯快速热退火,退火温度为700~1050℃,退火时间为5~30min。对样品的(004)和(113)面X射线衍射数据进行计算和分析,得出退火温度为1000℃、退火时间为30min为最佳退火条件。在此退火条件下,假设固相外延生长为赝晶生长,90%的注入Ge+位于替代位置,若同时考虑应变弛豫,则位于替代位置的Ge+达到理论最大值的82%,共格因子为0.438。由于高剂量Ge+注入引起表面晶格损伤严重以及应变弛豫释放的位错和缺陷,因此,表面结晶质量不太理想。

GaAs/Si/AlAs异质结不同生长温度Si夹层分布的CV实验研究

用MBE生长设备制备了GaAs/Si/AlAs异质结 ,通过CV法研究了异质结的带阶和GaAs层在不同温度下生长对 0 .5分子层Si夹层的影响 。

多发射极Si/SiGe异质结晶体管

在硅衬底上外延生长一层Si_(1-x)Ge_x合金材料,它的带隙随组分x的增加而变窄,如果用Si_(1-x)Ge_x窄带材料作晶体管基区,利用硅作为集电极和发射极构成双极晶体管,就可以很容易实现器件的高频、高速、大功率。设计了一种以Si/Si_(1-x)Ge_x/Si为纵向结构,梳状10指发射区为横向结构的异质结晶体管,利用双台面工艺方法制造出具有如下参数的器件:电流增益β=26、V_(CB)=7V、I_(CM)≥180mA、f_T≤ 2GHz,实现了高频大功率,充分显示出Si/Si_(1-x)Ge_x材料的优越性。

Cu_2ZnSnS_4/Si异质结器件的制备及特性研究

利用脉冲激光沉积法在不同电阻率的n型Si(100)基片上沉积Cu2ZnSnS4薄膜,制备p-Cu2ZnSnS4/n-Si异质结。利用X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDS)和原子力显微镜(AFM)对Cu2ZnSnS4薄膜的结构、组分和形貌进行表征,并对器件进行Ⅰ-Ⅴ测试,讨论不同电阻率的Si对异质结器件光电特性的影响。结果表明,器件有良好的整流特性,Si电阻率大的器件光电响应比较好,而Si电阻率小的器件光伏效应比较明显。

Mg2Si／Si异质结的制备

采用射频磁控溅射和低真空退火方法制备Mg2Si／Si异质结，首先在n型Si（111）衬底上沉积Mg膜，经低真空退火形成Mg2Si／Si异质结，Mg膜厚度约为484nm，退火后形成的Mg2Si薄膜厚度约400nto，利用xRD和sEM分别研究了Mg2Si薄膜的晶体结构和表面形貌，霍尔效应结果表明，制备的Mg2Si薄膜呈现n型导电特性。

退火温度对纳米PtSi/Si异质结形成的影响

采用XPS、XRD、AFM测试技术 ,研究退火温度对PtSi/Si异质结薄膜硅化物形成、分布及硅化物薄膜表面形貌的影响。测试结果表明 ,低温退火 ,薄膜中相分布顺序为Pt→Pt2 Si→PtSi→Si;高温退火 ,相分布顺序为Pt→Pt2 Si +PtSi→PtSi→Si或Pt +Pt2 Si+PtSi→PtSi→Si。退火温度高 ,薄膜中晶粒尺寸大 。

(p)nc-Si∶H/(n)c-Si异质结变容二极管

采用等离子体增强化学气相沉积技术和电子束蒸发技术制备了一种新型的线性缓变异质结变容二极管———Au/Cr合金(电极)/multi-layer(p)nc-Si∶H/(n)c-Si/(电极)Au/Ge合金结构.I V,C V,C f以及DLTS的测试结果表明:其电容变化系数远大于单晶硅线性缓变异质结的电容变化系数,正向导电机制符合隧穿辅助辐射复合模型,这是nc-Si∶H层中nc-Si晶粒的量子效应所致;反向电流主要由异质结中空间电荷区的产生电流决定,且反向漏电流小,反向击穿电压高,表现出较好的整流特性.

SiGe/Si异质结双极晶体管工艺技术研究

介绍了多晶硅发射极双台面SiGe/Si异质结双极晶体管制作工艺流程。通过对LPCVD在n型Si衬底上外延生长SiGe合金层作为异质结双极晶体管基区、自中止腐蚀工艺制作发射区台面、多晶硅n型杂质掺杂工艺制作发射极、PtSi金属硅化物制作器件欧姆接触等工艺技术进行研究,探索出关键工艺的控制方法,并对采用以上工艺技术制作的多晶硅发射极双台面SiGe/Si异质结双极晶体管进行了I-V特性及频率特性测试。结果显示该器件饱和压降小,欧姆接触良好,直流电流放大倍数β随Ic变化不大,截止频率最高达到11.2 GHz。

SiGe/SiHBT异质界面与pn结界面的相对位移的影响

从模拟和实验两方面研究了SiGe/SiHBT发射结中pn结界面和SiGe/Si界面的相对位置对器件的电流增益和频率特性的影响 .发现两界面偏离时器件性能会变差 .尤其是当pn结位于SiGe/Si界面之前仅几十 就足以产生相当高的电子寄生势垒 ,严重恶化器件的性能 .据此分析了基区B杂质的偏析和外扩对器件的影响以及SiGe/Si隔离层的作用 .

退火温度对ZnO/Si异质结光电转换特性的影响

采用直流反应溅射法在P-Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,XRD测量表明ZnO为沿c轴高度取向的多晶薄膜,I-V特性曲线表明,ZnO/Si异质结具有明显的整流特性。研究了退火温度对异质结光电转换特性的影响,结果显示,合适的退火温度能显著增大异质结的开路电压和短路电流,进而增大异质结的光电转换效率,经400℃退火后异质结获得最佳的转换效率。当退火温度达到或超过500℃时,异质结的反向电流迅速增加,光生电压和光生电流大幅度减小。通过对ZnO薄膜结构和电学性质的测量和分析,推测异质结的光电转换特性改变主要受ZnO薄膜的电学性质影响。

射频磁控溅射法制备AZO/p-Si异质结及其性能研究

利用射频磁控溅射法,在p-Si衬底上生长了Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜,并进而制备了AZO/p-Si异质结。X射线衍射仪、紫外-可见光分光光度计、四探针测试仪和霍尔效应测试仪测量表明,AZO薄膜具有良好的结晶质量、光学和电学特性。暗态下的I-V测试表明,AZO/p-Si异质结具有较好的整流特性,反向饱和电流为1.29×10-6A,±2V处的正向和反向电流之比为229.41,计算得出异质结的理想因子为2.28。在标准光照下AZO/p-Si异质结呈现出明显的光生伏特效应,这种异质结太阳电池具有2.51%的光电转换效率。