阶梯分布埋氧层固定电荷SOI高压器件新结构和耐压模型

提出了具有阶梯分布埋氧层固定电荷(SBOC)SOI新型高压器件,并借助求解多区二维泊松方程建立其击穿电压模型,对阶梯数 n 从0到∞时的器件击穿特性进行了研究.结果表明,该结构突破常规SOI结构纵向耐压极限,使埋氧层电场从常规75V/μm提高到500V/μm以上;同时得到均匀的表面电场分布,缓解了器件尺寸和击穿电压之间的矛盾,因此SBOC结构是一种改善SOI耐压的良好结构.     

薄硅层阶梯埋氧PSOI高压器件新结构

基于介质电场增强ENDIF理论,提出了一种薄硅层阶梯埋氧型部分SOI(SBPSOI)高压器件结构。埋氧层阶梯处所引入的电荷不仅增强了埋层介质电场,而且对有源层中的电场进行调制,使电场优化分布,两者均提高器件的击穿电压。详细分析器件耐压与相关结构参数的关系,在埋氧层为2μm,耐压层为0.5μm时,其埋氧层电场提高到常规结构的1.5倍,击穿电压提高53.5%。同时,由于源极下硅窗口缓解SOI器件自热效应,使得在栅电压15V,漏电压30V时器件表面最高温度较常规SOI降低了34.76K。     

屏蔽槽SOI高压器件新结构和耐压机理

提出具有屏蔽槽的SOI高压器件新结构和自适应界面电荷耐压模型.该结构在屏蔽槽内产生跟随漏极电压变化的界面电荷,此电荷使埋层介质的纵向电场增加,同时使顶层硅的纵向电场降低,并对表面电场进行调制,因此屏蔽了高电场对顶层硅的影响.借助二维器件仿真研究器件耐压和电场分布与结构参数的关系.结果表明,该结构使埋氧层的电场从传统的3Es升高到近600V/μm,突破了传统SOI器件埋氧层的耐压值,大大提高了SOI器件的击穿电压.     

屏蔽槽SOI高压器件新结构和耐压机理

提出具有屏蔽槽的SOI高压器件新结构和自适应界面电荷耐压模型.该结构在屏蔽槽内产生跟随漏极电压变化的界面电荷,此电荷使埋层介质的纵向电场增加,同时使顶层硅的纵向电场降低,并对表面电场进行调制,因此屏蔽了高电场对顶层硅的影响.借助二维器件仿真研究器件耐压和电场分布与结构参数的关系.结果表明,该结构使埋氧层的电场从传统的3Es升高到近600V/μm,突破了传统SOI器件埋氧层的耐压值,大大提高了SOI器件的击穿电压.     

斜埋氧SOI LDMOS高压器件新结构

为了提高基于绝缘体上的硅(SOI)技术实现的横向扩散金属氧化物半导体器件(SOI LDMOS)的击穿电压,提出了斜埋氧SOI LDMOS(S SOI LDMOS)耐压新结构。当器件关断时,倾斜的埋氧层束缚了大量的空穴,在埋氧层上界面引入了高密度的正电荷,大大增强了埋氧层中的电场,从而提高了纵向耐压。另外,埋氧层的倾斜使器件漂移区厚度从源到漏线性增加,这就等效于漂移区采用了线性变掺杂,通过优化埋氧层倾斜度,可获得一个理想的表面电场分布,提高了器件的横向耐压。对器件耐压机理进行了理论分析与数值仿真,结果表明新结构在埋氧层厚度为1μm、漂移区长度为40μm时,即可获得600 V以上的击穿电压,其耐压比常规结构提高了3倍多。     

基于介质电场增强理论的SOI横向高压器件与耐压模型

SOI(Silicon On Insulator)高压集成电路(High Voltage Integrated Circuit,HVIC)因其具有高速、低功耗、抗辐照以及易于隔离等优点而得以广泛应用。作为SOIHVIC的核心器件,SOI横向高压器件较低的纵向击穿电压,限制了其在高压功率集成电路中的应用。为此,国内外众多学者提出了一系列新结构以提高SOI横向高压器件的纵向耐压。但迄今为止,SOI横向高压器件均采用SiO2作为埋层,且实用SOI器件击穿电压不超过600V;同时,就SOI横向器件的电场分布和耐压解析模型而言,现有的模型仅针对具有均匀厚度埋氧层和均匀厚度漂移区的SOI器件建立,而且没有一个统一的理论来指导SOI横向高压器件的纵向耐压设计。笔者围绕SOI横向高压器件的耐压问题,从耐压理论、器件结构和耐压解析模型几方面进行了研究。基于SOI器件介质层电场临界化的思想,提出介质电场增强ENDIF(Enhanced Dielectric LayerField)理论。在ENDIF理论指导下,提出三类SOI横向高压器件新结构,建立相应的耐压解析模型,并进行实验。(1)ENDIF理论对现有典型横向SOI高压器件的纵向耐压机理统一化ENDIF理论的思想是通过增强埋层电场而提高SOI横向器件的纵向耐压。ENDIF理论给出了增强埋层电场的三种途径:采用低εr(相对介电常数)介质埋层、薄SOI层和在漂移区/埋层界面引入电荷,并获得了一维近似下埋层电场和器件耐压的解析式。ENDIF理论可对现有典型SOI横向高压器件的纵向耐压机理统一化,它突破了传统SOI横向器件纵向耐压的理论极限,是优化设计SOI横向高压器件纵向耐压的普适理论。(2)基于ENDIF理论,提出以下三类SOI横向高压器件新结构,并进行理论和实验研究①首次提出低εr型介质埋层SOI高压器件新型结构及其耐压解析模型低εr型介质埋层SOI高压器件包括低εr介质埋层SOI高压器件、变εr介质埋层SOI高压器件和低εr介质埋层PSOI(PartialSOI)高压器件。该类器件首次将低介电系数且高临界击穿电场的介质引入埋层或部分埋层,利用低εr介质增强埋层电场、变εr介质调制埋层和漂移区电场而提高器件耐压。通过求解二维Poisson方程,并考虑变εr介质对埋层和漂移区电场的调制作用,建立了变εr介质埋层SOI器件的耐压模型,由此获得RESURF判据。此模型和RESURF判据适用于变厚度埋层SOI器件和均匀介质埋层SOI器件,是变介质埋层SOI器件(包括变εr和变厚度介质埋层SOI器件)和均匀介质埋层SOI器件的统一耐压模型。借助解析模型和二维器件仿真软件MEDICI研究了器件电场分布和击穿电压与结构参数之间的关系。结果表明,变εr介质埋层SOI高压器件的埋层电场和器件耐压可比常规SOI器件分别提高一倍和83%,当源端埋层为高热导率的Si3N4而不是SiO2时,埋层电场和器件耐压分别提高73%和58%,且器件最高温度降低51%。解析结果和仿真结果吻合较好。②提出并成功研制电荷型介质场增强SOI高压器件笔者提出的电荷型介质场增强SOI高压器件包括:(a)双面电荷槽SOI高压器件和电荷槽PSOI高压器件,其在埋氧层的一侧或两侧形成介质槽。根据ENDIF理论,槽内束缚的电荷将增强埋层电场,进而提高器件耐压。电荷槽PSOI高压器件在提高耐压的基础上还能降低自热效应;(b)复合埋层SOI高压器件,其埋层由两层氧化物及其间多晶硅构成。该器件不仅利用两层埋氧承受耐压,而且多晶硅下界面的电荷增强第二埋氧层的电场,因而器件耐压提高。开发了基于SDB(Silicon Direct Bonding)技术的非平面埋氧层SOI材料的制备工艺,并研制出730V的双面电荷槽SOILDMOS和760V的复合埋层SOI器件,前者埋层电场从常规结构的低于120V/μm提高到300V/μm,后者第二埋氧层电场增至400V/μm以上。③提出薄硅层阶梯漂移区SOI高压器件新结构并建立其耐压解析模型该器件的漂移区厚度从源到漏阶梯增加。其原理是:在阶梯处引入新的电场峰,新电场峰调制漂移区电场并增强埋层电场,从而提高器件耐压。通过求解Poisson方程,建立阶梯漂移区SOI器件耐压解析模型。借助解析模型和数值仿真,研究了器件结构参数对电场分布和击穿电压的影响。结果表明:对tI=3μm,tS=0.5μm的2阶梯SOI器件,耐压比常规SOI结构提高一倍,且保持较低的导通电阻。仿真结果证实了解析模型的正确性。     

双面阶梯埋氧型SOI结构的耐压分析段宝兴

在单面阶梯埋氧型SOI结构的基础上,提出了一种双面阶梯埋氧SOI新结构.双面阶梯的电荷积累作用使其纵向电场突破了传统上受界面电荷为零限制的3倍关系,埋氧层的电场可以高达200V/μm;而且双面阶梯对表面电场的调制作用使其表面电场达到近乎理想的均匀分布.借助二维MEDICI数值分析软件,验证了此结构具有同时优化横向SOI基高压器件横、纵向电场,提高击穿电压的优点.     

双面阶梯埋氧型SOI结构的耐压分析

在单面阶梯埋氧型SOI结构的基础上,提出了一种双面阶梯埋氧SOI新结构.双面阶梯的电荷积累作用使其纵向电场突破了传统上受界面电荷为零限制的3倍关系,埋氧层的电场可以高达200V/μm;而且双面阶梯对表面电场的调制作用使其表面电场达到近乎理想的均匀分布.借助二维MEDICI数值分析软件,验证了此结构具有同时优化横向SOI基高压器件横、纵向电场,提高击穿电压的优点.     

部分局域电荷槽SOI高压器件新结构

提出了部分局域电荷槽SOI(partial locating charge trench SOI,PTSOI)高压器件新结构.该结构在槽内产生随漏极电压变化的界面电荷,此电荷使埋氧层纵向电场从传统的3Esi,C升高到接近SiO2的临界击穿电场Esio2,c;另外,硅窗口将耗尽层引入衬底,因而提高了器件的击穿电压.同时,硅窗口的存在大大缓解了自热效应.借助二维器件仿真研究了器件的击穿特性和热特性.结果表明,漂移区厚2μm,埋氧层厚1μm的PTSOI耐压可达700V以上;对埋氧层厚1μm和3μm的PTSOI,其器件的最高温度分别比TSOI低6K和25K.     

部分局域电荷槽SOI高压器件新结构

提出了部分局域电荷槽SOI(partial locating charge trench SOI,PTSOI)高压器件新结构.该结构在槽内产生随漏极电压变化的界面电荷,此电荷使埋氧层纵向电场从传统的3Esi,C升高到接近SiO2的临界击穿电场Esio2,c;另外,硅窗口将耗尽层引入衬底,因而提高了器件的击穿电压.同时,硅窗口的存在大大缓解了自热效应.借助二维器件仿真研究了器件的击穿特性和热特性.结果表明,漂移区厚2μm,埋氧层厚1μm的PTSOI耐压可达700V以上;对埋氧层厚1μm和3μm的PTSOI,其器件的最高温度分别比TSOI低6K和25K.     

Technology innovation and process integrations for sub-100nm gate patterning

This paper presents a brief overview of the Applied Centura(R)DPS(R)system,configured with silicon etch DPS Ⅱ chamber, with emphasis on discussing tuning capability for CD uniformity control. It also presents the studies of etch process chemistry and film integration impact for an overall successful gate patterning development. Discussions will focus on resolutions to key issues, such as CD uniformity, line-edge roughness, and multilayer film etching integration.     

White organic light-emitting devices based on fac tris（2- phenylpyridine） iridium sensitized 5,6,11,12-tetraphenylnap -hthacene

We have fabricated the white organic light-emitting devices （WOLEDs） based on 4,4＇ -bis（2,2 -diphenyl vinyl）-1,1＇ - biphenyl （DPVBi） and phosphorescence sensitized 5,6,11,12,-tetraphenylnaphthacene （rubrene）. The device structure is ITO/2T-NATA （20 nm）/NPBX （20 nm）/CBP： x%Ir（ppy）3：0.5% rubrene （8 nm）/NPBX （5 nm）/DPVBi （30 nm）/Alq（30 nm）/LiF（0.5 nm）/A1. In the devices, DPVBi acts as a blue light-emitting layer, the rubrene is sensitized by a phosphorescent material, fac tris （2-phenylpyridine） iridium [Ir（ppy）3], acts as a yellow light-emitting layer, and N,N＇ -bis- （1-naphthyl）- N,N＇ -diphenyl -1, 1＇ -biphenyl-4,4＇ -diamine （NPBX） acts as a hole transporting and exciton blocker layer, respectively. When the concentration of Ir （PPY）3 is 6wt%, the maximum luminance is 24960 cd/m^2 at an applied voltage of 15 V, and the maximum luminous efficiency is 5.17 cd/A at an applied voltage of 8 V.     

Complete approach to automatic identification and subpixel center location for ellipse feature

To meet the need of automatic image features extraction with high precision in visual inspection, a complete approach to automatic identification and sub-pixel center location for similar-ellipse feature is proposed. In the method, the feature area is identified automatically based on the edge attribute, and the sub-pixel center location is accomplished with the leastsquare algorithm. It shows that the method is valid, practical, and has high precision by experiment. Meanwhile this method can meet the need of instrumentation of visual inspection because of easy realization and without man-machine interaction.     

小角度扩展相关性近似算法分析

本论文提出一种在多天线MIMO信道相关性建模中小角度扩展近似理论算法,并应用于分析MIMO系统性能。分析中分别对三种不同角能量分布情况下的空间相关性研发快速近似计算法,并同时提出双模(Bi-Modal)角能量分布情况下的近似运算。通过分析这些新方法的近似效率,可以得到计算简单、复杂度低、而且符合实际的MIMO相关信道矩阵,对系统级的快速高效计算法的研究和系统级的评估以及误差分析具有重要的意义。     

A Versatile Mixed-Signal Pin Approach for Cost-Effective Test of Automotive ICs

Integrated circuits (ICs) intended for increasingly sophisticated automotive applications bring unique test demands. Advanced ICs for applications such as highly integrated automatic braking system (ABS) and airbag controllers combine high voltage digital channels, significant VI demands and precise timing capability. Along with continued missioncritical reliability concerns, the trend toward higher voltage operation and increased device integration requires specialized test capabilities able to extend across the wide operating ranges found in automotive applications. Among these capabilities, automotive test requirements increasingly dictate a need for a cost-effective versatile mixed-signal pin electronics with very high data rates reaching up to 50MHz with a voltage swing of-2 V to +28 V.     

Optical vibration and deviation measurement of rotating machine parts

It is of interest to get appropriate information about the dynamic behaviour of rotating machinery parts in service. This paper presents an approach of optical vibration and deviation measurement of such parts. Essential of this method is an image derotator combined with a high speed camera or a laser doppler vibrometer （LDV）.     

INTEGRATION OF OPTICAL AND WIRELESS NETWORKS

正For a long time,optical and wireless systems/net-works are developed in separate communities witha few attempts for in-depth convergence.In fact,it prom-ises many advantages to combine the optical and wire-less technologies in the levels of systems and networks.Recently,both academia and industry have made manyefforts to enter a new phase of development to take op-tical and wireless systems as fully integrated networks.To provide high bandwidth and reliable service for bothfixed and mobile users,a well-designed network must     

社长序言（英文）

正Happy New Year!As we step into a new year,we take a look back at the key feature topics covered in China Communications over the past 12 months and set out our expecta-     

云计算专题（英文）

正Cloud computing is a novel computing paradigm that utilizes remote cloud resources to achieve a high-performance computation.Cloud provides infrastructure,platform and software as different on-demand services.China has made remarkable progress in cloudbased products and operating system technology.The government,enterprises and research institutions are all active in the development of cloud computing-related projects.Despite the progress,many important problems     

Call for Papers—Feature Topic,Vol.12,No.3,2015

正Smart Grid Communications The electric power industry is undergoing profound changes as the industry aims to capture the promise of a smart grid for a sustainable energy future.Enabled by the advanced sensing devices such as Phasor Measurement Units(PMUs),increasingly powerful