一种基于叉指电极结构的新型三维电容

针对电容发展所面临的电容密度、绝缘强度和高频特性等方面问题,利用兼具横向、纵向电通量的叉指电极结构提出一种新型三维电容。电容测试及分析结果表明采用该设计结构能将电容最高击穿电压增大到40V,最高工作频率提升到10 GHz以上,电容值可调范围比平面电容扩大了2～3倍,有助于解决电容发展中面临的相关问题。     

基于高频等效模型的平面集成电源滤波器仿真

建立了平面集成EMI电源滤波器的高频等效电路模型。通过分析其高频特性,对滤波器高频耦合参数进行了简化。同时为了改善平面集成EMI滤波器的高频性能,提出了在两平面电感绕组层之间嵌入一层接地导电层以减小等效并联电容(EPC),并应用PSpice仿真软件对其进行了验证。     

太赫兹平面肖特基二极管参数模型

根据太赫兹平面肖特基二极管物理结构,在理想二极管SPICE参数模型的基础上建立了二极管小信号等效电路模型。依据该二极管等效电路模型设计了基于共面波导（CPW）去嵌方法的二极管S参数在片测试结构,并对其在0.1~50 GHz、75~110 GHz频率范围内进行了高频小信号测试,利用测试结果提取了高频下二极管电路模型中各部分电容、电阻以及电感参数。将相应的高频下电容与电阻参数分别与低频经验公式电容值和直流I-V测试提取的电阻值进行了对比,并利用仿真手段对高频参数模型进行了验证。完整的参数模型以及测试手段相较于理想二极管SPICE模型和传统的参数提取方法可以更为准确地表征器件在高频下的工作状态。该建模思路可用于太赫兹频段非线性电路的优化设计。     

全硅化物金属栅MOS电容的C-V测量技术研究

本文研究了薄栅氧MOS电容C-V特性测量方法和电容模型的适用性。当氧化层漏电较大时,采用二元并联或二元串联简单模型不能准确测量得到MOS电容真实值,需采用并联电导和串联电阻的三元模型或进一步考虑串联电感的四元模型,进行双频率测试。本文在Ni全硅化物（FUSI）金属栅MOS结构上用双频率技术分别采用三元和四元模型进行了测量,结果表明,三元模型测量得到MOS电容仍具有一定的频率依赖性,而采用四元模型得到的MOS电容几乎没有频率依赖性,即更接近于真实值。本文还分析和试验了Ni FUSI栅MOS电容的面积对测试准确度的影响。结果表明,减小MOS电容的面积,可以有效地减小电容模型损耗因子,提高测量准确度,电容频率依赖性降低,在一定条件下,采用简单二元串联模型就可以得到可靠的C-V特性曲线。用考虑量子效应修正的NCSU C-V计算软件分析获得的电容值可计算出栅介质厚度。另外,本文研究了超薄栅氧上Ni FUSI栅MOS电容的准静态C-V测试和光照高频C-V测试。结果表明,对于超薄栅氧由于其漏电增大,其漏电流已明显干扰准静态C-V测试中的位移电流,严重影响电容测试的准确性;而采用光照高频C-V可避免漏电流的影响,较准确地测得MOS电容的低频C-V特性,为全硅化反应完成与否提供判断依据,为研究SiO2/Si界面态特性提供工具和手段。     

高场应力对隧道氧化层电特性的影响

详细研究了Ｎ＾＋埋层－隧道氧化层－多晶硅电容和Ｐ型衬底－隧道氧化层－多晶硅电容在高场应力下的高频Ｃ－Ｖ特性和Ｉ－Ｖ特性的漂移,以及两种电容在隧道氧化层中陷阱电荷的产生现象。     

4H-SiC p-i-n紫外光电探测器的电容-电压特性研究

分析并比较了4H-SiC p-i-n紫外光电探测器的电容-电压（C-V）特性随温度和偏置电压的变化情况,观测到4H-SiC p-i-n结构中的深能级缺陷。结果表明：由于近零偏压时探测器i型层已处于耗尽状态,其高频（1 MHz）C-V特性几乎不随反向偏压变化,随着温度升高,被热离化的自由载流子数量增多导致高频结电容随之增大;探测器的低频（100 kHz）结电容比高频结电容具有更强的电压和温度依赖性,原因在于被深能级缺陷俘获的载流子随反向偏压增大或随温度升高而被离化,从而对结电容产生影响。     

HgTe／CdTe超晶格的分子束外延生长和电容—电压谱研究

在ｐ－型ＨｇＴｅ／ＣｄＴｅ超晶格材料上制作金属－绝缘体－半导体（ＭＩＳ）结构。报道了ＨｇＴｅ／ＣｄＴｅ超晶格的分子束外延生长、器件制作和测量结果。研究表明，比较宽的ＣｄＴｅ势垒阻碍了少子（电子）到界面的迁移，在７７Ｋ强反型区域的低频电容不能达到绝缘层电容，类似于普遍ＭＩＳ器件的高频Ｃ－Ｖ曲线。     

HgTe／CdTe超晶格的分子束外延生长和电容－电压谱研究

在ｐ－型ＨｇＴｅ／ＣｄＴｅ超晶格材料上制作金属－绝缘体－半导体（ＭＩＳ）结构．报道了ＨｇＴｅ／ＣｄＴｅ超晶格的分子束外延生长、器件制作和测量结果．研究表明，比较宽的ＣｄＴｅ势垒阻碍了少子（电子）到界面的迁移，在７７Ｋ强反型区域的低频电容不能达到绝缘层电容，类似于普通ＭＩＳ器件的高频Ｃ—Ｖ曲线．     

可重构的低温共烧陶瓷电容高频等效电路模型

低温共烧陶瓷电容元件在微波多芯片组件设计中具有重要地位,其模型是系统仿真的关键.根据电容的物理结构特点,提出了一个可重构的高频电容模型,并给出其模型参数的计算公式.最后用ADS对双层电容和四层电容等效电路模型的S参数和用三维电磁场仿真软件的仿真结果做了对比,结果表明,其双层电容等效电路模型可以准确到4 GHz,其四层电容等效电路模型可以准确到2 GHz.采用等效电路的仿真时间比三维电磁场仿真软件约快60倍.     

变极距电容位移传感器的双频激励方法研究

针对变极距电容位移传感器提出了一种双频激励方法。同时采用低频、高频正弦电压源激励平板发射电极,通过电容耦合效应将极距变化转换为双频调幅信号,并通过高阻抗缓冲、带通滤波、精密整流电路获得双路位移调制电压信号。采用数字信号处理器（DSP）同步采集双路位移调制电压信号以及参考位移信号,对高、低频激励方式下的位移检测分辨率、纹波、动态响应速度等性能进行了对比分析。实验结果表明：双频激励时,通道间耦合作用较小,低频激励方式在位移分辨率、测量范围、线性度、抗干扰等指标上显著优于高频激励;高频激励在动态响应速度上具有明显优势。     

In Situ Surface Passivation and CMOS-Compatible Palladium–Germanium Contacts for Surface-Channel Gallium Arsenide MOSFETs

In this letter, we report a novel n-channel GaAs MOSFET featuring TaN/HfAlO/GaAs gate stack with in situ surface passivation (vacuum anneal and silane treatment), alternative gold-free palladium-germanium (PdGe) source and drain (S/D) ohmic contacts, and silicon plus phosphorus coimplanted S/D regions. With the novel in situ surface passivation, excellent capacitance-voltage characteristics with low-frequency dispersion and small stretch-out can be achieved, indicating low interface state density. This surface-channel GaAs device exhibits excellent transistor output characteristics with a high drain current on/off ratio of 105 and a high peak electron mobility of 1230 cm²/V ldr s. In addition, gold contamination concerning CMOS technology can be alleviated with the successful integration of low-resistance PdGe ohmic contacts.     

3D打印在空间微波部件的应用展望

3D打印通过流体材料或粉体材料的层片叠加,将CAD设计转化为三维实体零件,无需模具或机加工,凭借极大的设计自由度和生产效率,近年来逐渐用于工业产品的直接制造,在配件减重、模型验证、复杂结构一体化成型、零部件受损修复方面具有极大的优势。本文介绍了3D打印技术及其分类,举例分析该技术在航天器微波部件的应用情况,探讨其对射频器件制备的影响。最后,对3D打印在空间部件制造的关键问题和发展进行了展望。     

Fabrication and modeling of multi-layer metal-insulator-metal capacitors

This paper presents the fabrication and modeling for capacitance-voltage characteristics of multi-layer metal-insulator-metal capacitors.It is observed that,due the applied electric field,the effective dielectric constant of the stack was increased due to the accumulation of charges at the interface of high-to-low conductance materials.It is observed that the Maxwell-Wagner polarization is dominant at low frequencies (＜10 kHz).By introducing carrier tunneling probability of the dielectric stack,the model presented in this paper shows a good agreement with experimental results.The presented model indicates that the nonlinearity can be suppressed by choosing the similar permittivity dielectric materials for fabrication ofmultilayer metal insulator metal capacitors.     

双根锥形硅通孔结构的精确RLGC电路模型

A fast RLGC circuit model with analytical expression is proposed for the dual tapered through-silicon via （TSV） structure in three-dimensional integrated circuits under different slope angles at the wide frequency region. By describing the electrical characteristics of the dual tapered TSV structure, the RLGC parameters are extracted based on the numerical integration method. The RLGC model includes metal resistance, metal inductance, substrate resistance, outer inductance with skin effect and eddy effect taken into account. The proposed analytical model is verified to be nearly as accurate as the Q3D extractor but more efficient.     

三维圆柱形电荷俘获存储器件的继续微缩对其性能的影响

本文详细地研究了关键尺寸的继续微缩对三维圆柱形无结型电荷俘获存储器器件性能的影响。通过Sentaurus三维器件仿真器,我们对器件性能的主要评价指标进行了系统地研究,包括编程擦除速度和高温下的纵向电荷损失及横向电荷扩散。沟道半径的继续微缩有利于操作速度的提升,但使得纵向电荷损失, 尤其是通过阻挡层的纵向电荷损失,变得越来越严重。栅极长度的继续微缩在降低操作速度的同时将导致俘获电荷有更为严重的横向扩散。栅间长度的继续微缩对于邻近器件之间的相互干扰有决定性作用,对于特定的工作温度及条件其值需谨慎优化。此外,栅堆栈的形状也是影响电荷横向扩散特性的重要因素。研究结果为高密度及高可靠性三维集成优化提供了指导作用。     

薄膜体声波谐振器的电磁兼容性分析

随着薄膜体声波谐振器(FBAR)工作频率及FBAR器件集成度的不断提高,FBAR器件的电磁干扰问题显得尤为突出。常用电学模型和有限元模型都假定FBAR中的电磁场为无源准静态场,无法仿真模型的相关电磁特性。使用HFSS高频电磁仿真软件建立了FBAR的三维电磁仿真模型,采用一个包含声场特性的等效介电常数,实现了FBAR电磁场分布、电磁场耦合与压电效应的一体化仿真。分析了高频电磁场分布及电磁场耦合对谐振特性的影响,通过优化FBAR与临近元件的间距及采用不同介电常数的基板材料,减小了电磁场耦合的干扰。     

垂直集成——延长摩尔定律的有效途径

主要概述了目前集成电路由两维的平面集成向3维的立体集成转变过程中的主流和热点技术,包括后道封装制程中实现裸片堆叠、载体堆叠和封装体堆叠的TSV三维封装,以及前道晶圆制程中将传统的晶体管二维平面结构向三维立体结构的多栅晶体管过渡的创新技术。根据全球半导体联盟打造3D集成电路计划和目前应对垂直集成技术的工艺设备现状,展望了半导体垂直集成技术实现量产的前景。     

Capacitance-voltage characteristics of Semiconductor-Insulator-Semiconductor (SIS) structure

The ideal low- and high-frequency capacitance-voltage curves of a semiconductor(2)-insulator-semiconductor(1) (SIS) structure were first calculated with the insulator thickness, conductivity types and doping concentrations in semiconductor(1) and semiconductor(2) as parameters. The effects of fixed oxide charge and interface trap charge on the low and high frequency capacitance-voltage curves were also calculated. It was found that the fixed oxide sheet charge density with its centroid and the order estimation of the interface trap charge density with its effective type in addition to the insulator thickness, conductivity types and doping concentrations in semiconductor(1) and semiconductor(2) could be estimated from measured low and high frequency capacitance-voltage curves of an SIS structure.     

新式压电精密旋转驱动器

提出一种新型将压电叠堆驱动元件应用到精密旋转驱动器上的研究方案。在对驱动器工作原理和机械结构进行分析研究的基础上,建立了以压电叠堆为驱动元件的旋转驱动数学模型。采用有限元分析软件对机械结构进行了分析,得到了机械结构工作方向的静力学变形图和频率响应特性曲线;对低频状态驱动器的旋转分辨率进行了试验测试,并对样机的频响特性进行了试验测试,结果表明仿真分析结果基本反映了机械结构的谐振频率分布状况,对结构优化设计具有一定的意义,此外对影响测试结果精度的因素进行了分析。设计的结构具有低频工作稳定、分辨率高(0.136 6μrad)等优点。     

3D-TSV技术——延续摩尔定律的有效通途

对于堆叠器件的3-D封装领域而言,硅通孔技术(TSV)是一种新兴的技术解决方案.将器件3D层叠和互连可以进一步加快产品的时钟频率、降低能耗和提高集成度.为了在容许的成本范围内跟上摩尔定律的步伐,在主流器件设计和生产过程中采用三维互联技术将会成为必然.介绍了TSV技术的潜在优势,和制约该技术发展的一些不利因素及业界新的举...