MOS器件热电子退化的电子辐射实验研究

在分析热电子效应与辐射效应在ＭＯＳＦＥＴ产生界面态关系的基础上，给出了采用普通电子直线加速器作辐射源来对ＭＯＳ器件热电子退化效应进行研究的方法和采用该方法对１μｍ工艺Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ进行热电子退化效应的研究结果，并对热电子退化与偏置的关系进行了讨论，得到了确定热电子退化寿命的快速而简便的方法。

微电子技术的发展现状与展望

本文分析了微电子技术的发展状况,尤其对集成电路的加工和设计作了较为深入的考察。对本世纪末微电子技术各个领域的发展前景进行了展望。同时,对如何发展我国的微电子技术提出了一些意见和建议。

碳环渗入的结晶氮化碳S型同质结及其光催化析氢

通过人工光催化将水分解为可再生的氢能燃料,是解决全球能源问题的重要途径之一.石墨氮化碳(g-C_(3)N_(4))作为一种极具发展前景的新型半导体光催化剂,因其成本低、能带位置合适和化学稳定性好等优点受到广泛研究.为了克服原始g-C_(3)N_(4)光生电荷易复合和电导率低等缺点,从而提高光催化析氢效率,研究人员通过纳米结构设计、增大比表面积、负载单原子和掺杂元素等方法改善g-C_(3)N_(4)基光催化剂的性能.然而,由于脱胺不完全导致石墨氮化碳层内载流子难以迁移,仍旧极大地限制了其可见光利用率.因此,如何有效改善载流子传输,构建新的电子迁移通道依然需要探索和研究.本文采用热聚合法制备g-C_(3)N_(4)(CN-C),将碳元素以碳环的形式逐渐渗透到结晶氮化碳表面,从而实现光生电子在内层和外层之间的快速空间转移,并运用高分辨透射电镜(HRTEM)、二次离子质谱(SIMS)、密度泛函理论(DFT)和飞秒瞬态吸收光谱(fs-TA)等手段研究了所制备半导体材料的结构和光催化机理.HRTEM结果表明了氮化碳与碳环的晶格条纹的存在,证实了结晶氮化碳与碳环的形成.SIMS通过对碳和氮元素在制备的光催化剂的不同深度的比值分析证实了碳环的分布,表明碳环成功从氮化碳表面渗透.DFT结果表明,分子中的内层和外层产生不同的费米能级形成S型同质结并在氮化碳内部建立了的内置电场,从而有效地消除了由于丰富的界面缺陷引起的载流子陷阱的影响,并抑制光生载流子的复合.CN-C内层与外层形成的S型同质结在界面的两侧诱导能级弯曲,形成层间电荷转移通道.此外,fs-TA结果证明碳环与氮化碳结合的共轭平面内也形成了面内光生电荷转移通道,这种双向电子转移通道极大地提高了光生电子解离效率,制备的CN-C在光催化析氢的最大量子效率为15.56%.由此可见,在结晶氮化碳内部成功构建了面内和层间的定向电荷传递路径.综上,本文通过将石墨化碳环渗透到结晶g-C_(3)N_(4)的共轭网络来提高光催化性能,改性的g-C_(3)N_(4)改善了层间电荷转移,而碳环共轭面则大大促进了面内光生电荷对的分离和迁移.CN-C平面内和层间设计的两个电荷转移通道大大缓解了光生电子-空穴对的复合,在可见光照射下,利用10vol%TEOA作为牺牲剂同时负载3wt%Pt作为助催化剂对所有样品进行光催化产氢测试,证实了最优样品具备稳定且较好的光催化制氢性能(93.76μmol h^(–1)),远优于原始的g-C_(3)N_(4)光催化剂(5.19μmol h^(–1)).

半导体桥(SCB)的研究

目前常用的点火器Ｎｉ－Ｃｒ金属桥丝（热桥丝）体积较大，点火能量高（几十毫焦），作用时间长（几毫秒），且易误触发．本文中采用半导体器件和集成电路技术研制的新一代点火器——半导体桥（ＳＣＢ）体积小（为热桥丝三十分之一），结构上兼有Ｓｉ桥区倒圆点和Ｔｉ、Ａｌ金属导体倒圆点两大特点，其点火临界能量可降低到３～５ｍＪ，作用时间可缩短到５μｓ，从而能快速产生热等离子体来引爆猛炸药．同时，ＳＣＢ还具有较高的可靠性和安全性，其安全电流大于１．５Ａ．本文分析了ＳＣＢ工作原理，并研究了ＳＣＢ的结构对临界能量、点火作用时间、可靠性和安全电流的影响。

MOSFET热载流子退化/寿命模型参数提取

基于 MOSFET热载流子可靠性物理 ,并结合电应力条件下热载流子退化特征量ΔIds/Ids0 、Isub等实测数据的拟合处理 ,发展了可表征退化物理意义的衬底电流与退化 /寿命参数提取模型 ;进而由自动测试 ATE与 CAD技术相结合的监测系统 ,实现了载流子速度饱和临界电场Ecrit、有效导电长度 LC和寿命因子 H、m、n提取 .实验研究结果表明 ,模型及提取参数合理可信 ,并可进一步应用于 MOSFET及其电路的退化

一种抗热载流子退化效应的新型CMOS电路结构

本文在分析MOSFET衬底电流原理的基础上 ,提出了一种新型抗热载流子退化效应的CMOS数字电路结构 .即通过在受热载流子退化效应较严重的NMOSFET漏极串联一肖特基二级管 ,来减小其所受电应力 .经SPICE及电路可靠性模拟软件BERT2 .0对倒相器的模拟结果表明 :该结构使衬底电流降低约 5 0 % ,器件的热载流子退化效应明显改善而不会增加电路延迟 ;且该电路结构中肖特基二级管可在NMOSFET漏极直接制作肖特基金半接触来方便地实现 ,工艺简明可行又无须增加芯片面积 .

短沟道MOSFET解析物理模型

本文基于修正的二维泊松方程导出了适用于深亚微米MOSFET的阈值电压解析模型,并进而通过反型区电荷统一表达式并考虑到载流子速度饱和、DIBL、相关迁移率、反型层电容和沟道长度调制等主要小尺寸与高场效应,最后得到了较为准确、连续和可缩小的漏极电流模型.模型输出与华晶等样品测试MINIMOS模拟结果较为吻合。

一种新的梳状基区RF功率晶体管

给出一种新的 RF功率器件结构 -梳状基区结构 .在不增加本征集电结面积的情况下 ,该结构能显著改善 RF功率晶体管散热特性 ,增大器件的耗散功率和输出功率 ,较好地缓解了传统结构中高工作频率与大输出功率之间的矛盾 .模拟分析表明 ,采用该结构 ,器件的雪崩击穿电压能提高到理想平行平面结的 90 %以上 ,器件的大电流特性和频率特性也有所改进 .采用该技术制作的试验样管 DCT375同传统结构器件相比 ,其热电特性得到显著的改善 .这种结构为新型超高频、微波大功率管的研制开辟了新途径 .

双极RF功率管的深阱结终端

给出了双极 RF功率管新的深阱结终端结构 .模拟分析表明 ,具有优化宽度、优化深度且填充绝缘介质的深阱结终端结构能使雪崩击穿电压提高到理想值的 95 %以上 .实验结果表明 ,深阱结终端结构器件 DCT2 6 0的BVCBO为理想值的 94 % ,比传统终端结构器件高 14 % ;与传统结构相比 ,在不减小散热面积的情况下 ,该结构还减小集电结面积和漏电流 ,器件的截止频率提高 33% ,功率增益提高 1d

谐振隧道二极管

由于外延技术的快速发展与进步，作为量子耦合器件及其电路里程碑的谐振隧道量子器件（ＲＴＤ）引起了学术界的密切关注。ＲＴＤ可使电路密度增大，速度提高，且单位器件的逻辑功能高于传统的晶体管。文中分析了谐振隧道二极管的工作原理、重要物理现象，并对有关设计问题进行了讨论。

适合VLSI/ULSI的深亚微米MOS器件模型BSIM2的研究

论述了深亚微米ＭＯＳ器件模型ＢＳＩＭ２。从强反型区、亚阈区、过渡区及输出电阻等几方面，以物理概念为基础进行了较详细分析，并与国内１μｍ工艺的ｎＭＯＳ测量数据进行了比较。

用模拟退火算法提取HBT的小信号等效电路参数

采用模拟退火算法对基于物理模型的ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓＨＢＴ小信号等效电路参数进行了优化提取。计算结果表明，采用模拟退火算法，避免了求导优化算法收敛于局域极小的缺陷，结果与初值选取无关，精度得到了提高，速度也较快。

包含自加热效应的BJT电路的直流及瞬态模拟

在分析ＢＪＴ的Ｇ－Ｐ器件模型参数温度效应的基础上，提出了采用自洽模拟和外部控制循环，利用ＰＳＰＩＣＥ对包含自加热效应的ＢＪＴ电路进行直流和瞬态模拟的方法，其模拟结果与实验数据较好吻合．结果表明，直流及小信号下电路的自加热效应显著，而大信号瞬态情形由于器件的大注入引起的非线性饱和效应，使电路自加热效应引入的误差减小．

深亚微米MOS器件模型BSIM2及其参数提取

详细分析了适用于ＶＬＳＩ／ＵＬＳＩ设计的深亚微米ＢＳＩＭ２ＭＯＳ器件模型，并在深入讨论短沟道ＭＯＳ器件物理效应的基础上，对沟道长１μｍ栅氧化层厚度２５ｎｍ的ｎＭＯＳＦＥＴ进行了测试和ＢＳＩＭ２模型参数的提取，且对结果进行了分析和讨论。结果表明，ＢＳＩＭ２具有精确、参数易提取、计算速度快的特点，是ＶＬＳＩ／ＵＬＳＩ模拟设计的重要工具之一。

深阱RF功率双极晶体管雪崩击穿特性的模拟分析

本文提出一种能有效提高 Ｒ Ｆ 功率晶体管雪崩击穿电压和频率特性的晶体管结构深阱 Ｒ Ｆ 功率双极晶体管，并且采用 Ｍ Ｅ Ｄ Ｉ Ｃ Ｉ分析软件研究了影响器件特性的一些因素：深阱阱壁的宽度与深度、阱壁填充介质、界面电荷以及场板．采用这种技术的功率晶体管（ Ｖ Ｈ Ｆ，线性输出功率 １５ Ｗ ）的结构参数为 Ｎ Ｃ＝ ７０×１０１５ ｃｍ － ３ Ｎ 型外延层，集电结结深 Ｘ Ｊ Ｃ＝ ０３μｍ ，未掺杂多晶硅填充深槽．典型的器件雪崩击穿电压为 Ｂ Ｖ Ｃ Ｂ Ｏ＝ ７２ Ｖ，截止频率 １６ Ｇ Ｈｚ；并且该晶体管具有较小的漏电流（～２０μ Ａ）．这初步显示了深阱结构在 Ｒ Ｆ

Si──FEA冷发射微阴极阵列实验研究

对Ｓｉ—ＦＥＡ冷发射微阴极阵列的微电子工艺技术制各方案及其测试观察结果进行了技术报道。已经获得了２０×２０／１００×１００硅尖锥阵列和栅压在１００～４００ｖ之间５０μＡ冷发射阳极电流。

大规模集成电路(LSI)技术的发展

该文简要介绍了LSI的现状和发展 ,阐述了超高速LSI和系统LSI中的若干问题 。

CMOS单片集成恒带宽放大模块

基于电流模式信号处理技术和电流跟随器、CMOSAB类放大器、反相电流镜等理论模型，并有赖于特别的版图设计与一系列先进的3μm硅栅CMOS单片化集成技术，已经获得了一种具有300kHz～1MHz恒带宽、0～20dB可调增益、5．6mW功耗的新型集成模块，该功能块突破了放大器增益带宽积为常数的传统约束，并可用于系统集成、生物电子学、智能功率集成电路（SPIC）与模拟信息处理诸电子学领域．

硅双极功率晶体管镇流技术的改进

从可靠性和功率增益两方面对现有硅双极功率晶体管镇流技术作了仔细分析，并提出了改进措施。结果表明，采用改进的复合镇流技术，不仅有效地防止热斑和电流二次击穿现象，提高了器件的可靠性和工作寿命，而且有助于提高器件的功率增益。

一种提高硅双极器件频率和功率的新技术

提出了一种能同时提高硅双极器件频率和功率的新技术——具有深阱终端结构的新型梳状深阱结构技术。采用 MEDICI模拟分析表明 ,该技术可将双极器件的击穿电压 BVCB0 提高到平行平面结的 90 %以上 ;可减小寄生效应和漏电流 ,有助于提高小电流β0 ;可适当地增加集电区掺杂浓度 ,减小 τd,同时提高 ICM和 Po。采用该技术后 ,有效集电结的面积约为无阱器件的 50 % ,结电容较小 ,截止频率可提高一倍以上。该技术大大缓解了频率和功率的矛盾 。