用于单片集成传感系统的多晶硅级联自发光器件研究

针对全硅光电生物传感器的硅基单片集成应用需求,提出了基于多晶硅级联自发光器件的单片集成传感器,对其中作为关键部分的多晶硅光源进行了试制,采用标准0.35μm的CMOS工艺对该光源进行了流片验证,并设计了适配的全硅波导检测结构。结果表明,多晶硅光源发光特征峰为635 nm、700 nm和785 nm,该特征峰作为波导入射光源时,设计的全硅波导检测结构能够实现检测目的。

永无止境的创新之路——记电子科技大学“信息薄膜与LTCC集成器件”创新研究群体

以张怀武教授为学术带头人的“信息薄膜与LTCC集成器件”创新研究群体，从小到大，从弱到强，通过长期努力和不懈奋斗，在国际重大热点和难点科学问题研究中锤炼出一支强有力的创新队伍。

集成电子薄膜材料研究进展

首先分析了当前我国电子信息产业的现状,特别是电子材料与元器件行业的状况,结合国际上电子信息技术的发展趋势,阐述了研究集成电子材料的重要意义。文章结合作者的工作主要介绍了介电/GaN集成电子薄膜生长控制与性能研究情况,采用TiO2(诱导层)/MgO(阻挡层)组合缓冲层的方法控制介电/GaN集成薄膜生长取向、界面扩散,保护GaN基半导体材料的性能,降低介电/GaN集成薄膜界面态密度,建立界面可控的相容性生长方法。通过集成结构的设计与加工,研制出介电增强型GaN HEMT器件、高耐压GaN功率器件原型以及一体化集成的微波电容、变容管、压控振荡器、混频器等新型元器件。

基于移频外差的高速光电子器件自校准高频分析

高速光电子器件是大容量光通信系统和宽带微波光子系统的基础,器件的高频响应测量对于实现电光和光电转换具有重要的意义.为此,基于光外差理论提出了移频外差方法用于实现从光域光谱到电域电谱的映射,在电域获得光谱和电谱的联合分析.实验中,通过配置电域谱线的频率关系,利用移频外差将所需光载波和边带从光域映射到电域,实现了高速马赫-曾德尔调制器、相位调制器和光电探测器的自校准高频测试,获得了马赫-曾德尔调制器的调制指数、半波电压和啁啾参数、相位调制器的调制指数、半波电压以及光电探测器的响应度等多种高频参数.结果表明,该方法具有宽频段、高分辨率、多参数、自校准测试的优点.

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。

多元氧化物电子薄膜材料的单胞生长模式与界面应力诱导效应的研究

多元氧化物薄膜,特别是ABO_3钙钛矿结构的薄膜由于有铁电、压电、热释电和超导等特性和在多功能电子器件上的广泛应用而成为电子功能材料研究的热点．该文利用激光分子束外延和磁控溅射等薄膜制备技术,采用反射式高能电子衍射(RHEED)对薄膜的生长进行原位实时的检测分析,确定了在不同的工艺条件下氧化物薄膜的层状、层岛混合和岛状生长模式。优化了薄膜的生长条件,实现了对薄膜生长模式的有效控制,绘制出SrTiO_3、BaTiO_3等薄膜的生长模式图谱。测量计算了薄膜的表面活化能和沉积粒子在表面的有效扩散率,发现氧化物薄膜表面的生长运动单元具有活化能小、迁移时间长等重要特点,采用原子力显微镜(AFM)和掠入射XRD对层状生长薄膜的层厚结构进行了精细测量,提出了氧化物薄膜单胞生长动力学模型,即薄膜生长的主要单元是以B-O八面体为主体的单原胞基团．在此基础上,系统地研究了薄膜生长异质界面应力释放行为和对结构性能的影响,在小失配度、中等失配度和大失配度下体现出的不同生长规律,出现了在临界厚度下的相干外延、应变岛、双晶外延和近重位点阵等现象．最后,通过薄膜和衬底的失配度的选择来调整界面应力的影响,并通过工艺条件来诱导薄膜结构取向,如采用薄膜自外延技术和自缓冲层技术,有效地控制和大幅度改善了铁电薄膜、介电薄膜、超导薄膜和热释电薄膜的微结构和电磁性能。

IUMRS-ICEM2012:电子材料科技前沿

2012年9月23～28日,"2012年国际材料联合会—电子材料国际会议"(IUMRS-ICEM2012)在日本横滨国际会议中心举行。国际材料联合会—电子材料国际会议是国际材联主办的系列会议,每2年召开1次,先后共举办5届。本次会议由日本材料研究学会承办。IUMRS-ICEM2012大会邀请报告共5篇,设专题研讨会39个,内容涉及环境友好电子材料、电子材料和器件、下一代先进电子材料以及先进电子材料的模拟、制造、加工和表征等各个方面。此外,大会还同期举办了3个论坛,分别为有利于"有利于能源与环境可持续发展的材料工程"论坛,"快速发展的世界材料教育战略"论坛,"发展合作式的材料教育网络平台"论坛。电子材料是解决全球性问题的关键,特别是环境和能源的可持续发展问题。本次会议围绕电子材料及相关技术的前沿,汇集国际学术界以及行业专家,旨在交流电子材料领域的最新进展,在展示近2年来全球电子材料科学与器件研究最新成果和进展的同时,探讨进一步发展的方向,从而推动电子材料及相关技术研究的可持续发展。本刊约请了几位参会专家学者,对相关材料前沿进行综合报道。

钽酸锂单晶薄膜的退火处理与微结构分析

离子注入剥离技术制备的钽酸锂单晶薄膜可用于高品质因数和低热漂移窄带射频滤波器,但高能离子注入使钽酸锂薄膜存在缺陷及晶格损伤,限制了器件性能的提升,无法充分发挥单晶薄膜的性能优势。使用退火工艺对钽酸锂薄膜进行损伤修复,采用拉曼光谱对不同温度退火的钽酸锂薄膜进行表征测试,分析了退火温度对钽酸锂薄膜成分和缺陷的影响。结果表明,退火处理修复了钽酸锂薄膜的锂空位缺陷,降低了钽酸锂薄膜的氧空位等成分偏析。

高温退火对合金衬底上PtW薄膜应变计性能影响研究

为实现航空发动机热端部件健康监测,采用磁控溅射技术在GH4169高温合金基板上制备了一种耐高温的PtW薄膜应变计。该应变计由NiCrAlY过渡层、热氧化生成TGO层、YSZ/Al_(2)O_(3)复合绝缘层和PtW功能层构成。采用SEM和EDS分析了退火前后PtW薄膜的微结构。研究结果表明,退火后PtW薄膜晶粒长大,电阻率下降,W元素含量减少且在晶界处发生富集。通过悬臂梁施加应变,研究了退火前后PtW薄膜应变计在室温~600℃下的应变敏感性能。结果表明,其应变灵敏系数均随温度升高而逐渐降低,且退火后薄膜应变计的应变灵敏系数随温度变化更为显著。该PtW薄膜应变计应变测量量程超过1400με且重复性良好,在航空航天高温部件表面应变测试领域具有广阔的应用前景。

高温老化和可靠性试验对Pt薄膜微型温度传感器的性能影响

设计了一种铂(Pt)薄膜热电阻微型温度传感器,采用磁控溅射方法制备传感器薄膜,使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)等手段对老化前后的Pt薄膜组织进行了系统表征;采用温度标定法对Pt薄膜电阻的温度-电阻特性进行了研究;通过振动、冲击、温度冲击等试验研究了温度传感器的环境可靠性。结果表明,老化处理增加了Pt薄膜组织结晶度,减少了组织中的杂质元素、降低了Pt薄膜电阻;线性拟合得出Pt薄膜温度-电阻线性度为0.999 93,具有良好的线性关系;可靠性试验后Pt薄膜电阻上升,测温精度一定程度上受到影响,但误差不大于0.205 K,满足高精度传感器的要求。

磁光成像技术及石榴石薄膜在无损检测中的应用

磁光成像作为一种新兴的无损检测技术具有精度高、灵敏度高、成本低、速度快的优势,用于检测磁场大小、焊缝及裂纹缺陷。磁性石榴石薄膜因具有强法拉第效应、小饱和磁化场、良好的均匀性和稳定性等优良性能是目前最适宜应用于磁光成像系统中的传感器材料。介绍了磁光成像无损检测技术的原理、应用与研究发展现状;主要介绍了系统应用的关键元件——石榴石薄膜材料,对其性能改善方法与近年来的研究应用进行了综述;最后对磁光成像领域及其中石榴石薄膜的未来发展与研究方向进行了展望。

薄膜宽度对于NiFe/Ta逆自旋霍尔效应影响的自动表征

通过分立模板镀膜法在同一块光刻版上设计了不同宽度的NiFe/Ta双层膜线条,采用磁控溅射镀膜制备样品。构建了自动化电测试系统实现批量测试样品的逆自旋霍尔电压信号。实验结果表明,样品宽度会影响测试电压信号的对称性和幅值,通过拟合得到信号的对称分量和反对称分量及其比值随着样品宽度的变化,并分析逆自旋霍尔电压和自旋整流电压的影响因素,发现随着样品宽度的减小,自旋整流效应带来的影响逐渐减小,且施加的微波磁场越大,这种变化越明显,其原因在于各向异性磁电阻对薄膜宽度的依赖性。研究结果对自旋电子器件的实用提供重要的设计依据和指导。

Ti-Sn体系合金稳定性及其电子结构的研究

基于第一性原理赝势平面波方法研究了具有不同结构类型的Ti-Sn体系中间相合金的基态性质,包括优化后的形成能、结合能、电荷密度和态密度等。计算结果表明,Ti-Sn体系合金的稳定性随Ti含量的增加而提高,但Ti6Sn5和Ti5Sn3的合金化能力比Ti3Sn、Ti2Sn、Ti2Sn3强得多。Ti-Sn体系合金的态密度显示了成键电子主要由Ti元素的3p、3d轨道电子和Sn元素的5p轨道电子贡献。Ti-Sn体系合金稳定性的差异主要是由于Fermi能级附近低能量区域的单位原子成键电子数不同造成的。

GaN基底上集成介电薄膜材料的生长方法研究

将以极化为特征、具有丰富功能特性的介电氧化物材料通过外延薄膜的方式,在半导体GaN上制备介电氧化物/GaN集成薄膜,其多功能一体化与界面耦合效应可推动电子系统单片集成化的进一步发展。然而,由于2类材料物理、化学性质的巨大差异,在GaN上生长介电薄膜会出现严重的相容性生长问题。采用激光分子束外延技术(LMBE),通过弹性应变的TiO2的缓冲层来减小晶格失配度,降低介电薄膜生长温度,控制界面应变释放而产生的失配位错,提高了介电薄膜外延质量;通过低温外延生长MgO阻挡层,形成稳定的氧化物/GaN界面,阻挡后续高温生长产生的扩散反应;最终采用TiO2/MgO组合缓冲层控制介电/GaN集成薄膜生长取向、界面扩散,降低集成薄膜的界面态密度,保护GaN半导体材料的性能。所建立的界面可控的相容性生长方法,为相关集成器件的研发提供了一条可行的新途径。

线性化AlGaN/GaN HEMT费米能级与二维电子气密度关系的解析模型

通过化简复杂非线性的费米能级EF与二维电子气密度ns关系,并利用化简后函数的一阶泰勒多项式建立了线性化AlGaN/GaN HEMT中EF与ns关系的解析模型。该模型可以根据二维电子气密度ns的范围及温度计算EF与ns非线性关系之线性近似的参数斜率a和截距EF0。计算结果表明,所述模型的线性EF-ns计算结果对非线性精确解近似效果较好,且基于该模型计算的ns-VG曲线与实验数据符合良好。

电子封装用环氧树脂基复合材料的优化

研究了593固化剂不同用量加入电子封装用环氧树脂E—51中的效果,以及在E—51/Al2O3复合材料中硅烷偶联剂不同用量的效果。结果显示:593固化剂与环氧树脂质量比为1:4时,复合材料的致密度高,气孔少,成型效果好;当硅烷偶联剂KH—560质量分数为8%时,复合材料的热导率达到0.75 W/(m.K)。

介电可调薄膜材料及压控微波器件研究

利用介电可调薄膜材料的调谐特性研制的介质压控微波器件高频特性好、功率容量大、响应速度快,还有易集成、功耗小、成本低、可靠性高的特点,相比半导体管、铁氧体以及MEMS器件有明显的优势。该文系统介绍了近年来国内外介电可调薄膜材料及压控微波器件的研究进展,并结合作者的工作评述了介电可调薄膜材料和压控微波器件的应用情况。除研究最为集中的钛酸锶钡BaxSr1-xTiO3(BST)材料,还介绍了具有较高调谐率的铋基焦绿石铌酸铋镁Bi1.5MgNb1.5O7(BMN)薄膜材料,该材料介电损耗低(约0.002),介电常数适中(约86),温度系数小,是一种极具发展前景的微波介电可调材料。

精确计算电子重整化链图传播下的Compton散射微分截面

采用电子与光子电磁相互作用最小耦合模型,对电子重整化链图传播下Compton散射微分截面作了严格解析计算,获得精确理论结果;并将该计算结果与电子树图和重整化单圈图传播下Compton散射微分截面作对比分析,获得了有关辐射修正的重要信息.此研究结果对精确描述Compton散射现象以及对电磁相互作用所呈现的复杂内部过程的深入探讨,都将从一个重要研究侧面给出理论计算研究方面某些可供借鉴与参考之处.

薄膜声表面波器件的制备研究进展

介绍了薄膜声表面波器件的发展历史和特点,以及压电薄膜声表面波器件近年来国际上的研究进展,包括理论研究与实验进展的一些概况,并展望了其今后的发展趋势。

LaAlO_3/SrTiO_3界面的电子结构及光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,结合局域密度近似(LDA)研究了钙钛矿结构氧化物LaAlO3/SrTiO3界面的电子结构及光学性质.能带结构分析表明当形成(AlO2)-/(TiO2)0界面时其禁带宽度为1.888eV,呈现绝缘体的性质,当形成(LaO)+/(SrO)0界面时其禁带宽度为0.021eV,呈现半导体或半金属性质.同时,对不同界面的光学性质也进行了研究,结果表明纯相的LaA-lO3和SrTiO3的吸收系数、反射系数及能量损失谱强度明显高于由这两种单质形成不同界面的强度.