极端低温下硅基器件和电路特性研究进展

讨论了在极端低温下,硅基半导体在器件级和电路级特性的研究进展。在器件级,分析了极端低温下体硅器件和SOI器件常规电学特性的异常变化,讨论了一些只在极端低温下出现的特殊效应,如载流子冻结效应,阐述了极端低温下提取器件参数的方法。在电路级,分析了极端低温下反相器、CMOS运算放大器和DRAM的性能相对于常温下的变化,对比了极端低温下不同结构的电路在性能和稳定性方面的差异。最后,介绍了国内外相关研究领域的现状,并提出了未来极端低温微电子技术的发展方向。     

Ⅲ - Ⅴ/Si混合集成激光器研究进展

硅基光互连技术是解决目前电互连制约瓶颈的有效手段,而实用化集成光源的制备对硅基芯片功耗的降低和尺寸的减小有着十分重要的意义。硅基集成激光器在过去的十多年间取得了一系列重要突破,其中III-V/Si混合集成激光器是近期最可能获得实际应用的方案之一。文章简要分析了硅基集成激光器的研究现状,重点介绍了III-V/Si混合集成激光器的研究进展,包括III-V/Si键合激光器和III-V/Si倒装焊激光器的发展和各自存在的问题,并预测了硅基集成激光器的发展方向。     

面向三维集成电路版图设计的EDA插件研究

三维集成是未来微电子系统的发展方向。但是,现阶段的EDA软件如Cadence等却没有覆盖整个三维集成电路版图设计流程。为了更好的满足工程师在三维集成电路设计中的需要,本文基于SKILL语言,对业界主流版图设计工具Cadence Virtuoso进行二次开发,开发出能辅助三维集成电路设计的EDA插件。该EDA插件主要包括三种功能：自动对齐,自动打孔和三维可视化技术。最终,本文在三维集成电路的背景下设计两个并联的反相器。实验表明,该EDA插件能够满足三维集成电路设计的需求,简化了三维集成电路版图设计的过程,具有很好的易用性。     

GSP 插入LCOS 的可行性探讨

硅基液晶(LCOS)是最适合用于全息视频显示的空间光调制器之一,但是受限于小衍射角和低分辨率的特性,当前市场上的LCOS并不完全适用。近年来出现的超常表面(例如,间隙表面等离子体激元)具有独特的特性,提供了一种新的对光传播进行控制的方法。文中采用数值方法研究了在LCOS中插入超常表面结构,旨在解决小衍射角和低分辨率的问题。为了实用化,使用铝作为金属层、三氧化二铝层作为电介质层,生成GSP结构。首先,研究了铝在可见光频率的光学特性以及相应的法布里珀罗共振子模型。然后将初始GSP结构插入到LCOS中,得到液晶中的电场分布,进一步观察液晶中指向矢分布的变化。数值模拟的结果表明,所提出的结构对远场衍射光具有一定的影响,并且全息显示的视场角也发生一些改变。因此,这里提出的在LCOS装置中插入GSP的方案在技术上是可行的。     

Si晶片激光标识码制作技术的研究

Si片标识码在工艺加工管理中起重要作用.传统手写方式存在字体不美观、划痕深及硅渣污染等缺点.鉴于此,采用波长1060 nm光纤激光器进行激光标识码制作.研究中分别改变激光平均输出功率、脉冲频率及扫描速度,借助目视、金相显微镜及动态三维光学轮廓仪来观察标识码清晰程度、污染程度及深浅程度的变化,了解它们与上述参数间相互对应关系.重点解决清晰度与打标深度之间的矛盾,从而得到清晰、清洁且深度满足后续半导体纳米级加工工艺要求的激光标码技术.研究表明:低脉冲频率(20 kHz)下,随平均功率上升,标识码的清晰度逐渐增加,镜检结果显示硅渣的数量及其分布区域增大;高脉冲频率(90 kHz)下,平均功率增加对标识码清晰度的影响不明显,镜检结果没有发现硅渣.扫描频率与清晰度及污染程度成正比关系.扫描速度与打标深度呈反比关系.采用40％平均功率,25 kHz频率,1500 mm/s扫描速度及双线填充字体(TrueType)的工艺条件,所得标识码在目视及镜检下清晰美观,无硅渣污染.轮廓仪测量结果显示字迹深度及边缘凸起均在200 nm以下.经批量产品验证,根据研究成果所开发的工艺技术稳定且对后续工艺无不良影响.目前已取代手写方式.     

一种应用于硅基OLED微显示驱动芯片的负压DC-DC变换器的设计

设计了一款应用于硅基OLED微显示驱动芯片的Cuk型DC-DC变换器,用于给硅基OLED的公共阴极提供负电压,输出电压范围为0~-4V,可以实现动态可调。Cuk变换器采用单周期和III型补偿的混合控制方式,使电路获得了良好的抗输入扰动性和负载调整率。该变换器使用0.35μm CMOS工艺模型进行设计,工作在2 MHz开关频率。仿真结果显示,在150mA负载跳变时,瞬态恢复时间为24μs,过冲电压为33.47 mV,同时负载调整率为0.003 mV/mA,输出电压的纹波小于5mV。     

高硅SiCp/Al复合材料的表面敏化

高硅SiCp/Al复合材料化学镀镍是其表面金属化的关键步骤,化学镀前的敏化工艺易造成该复合材料表面Al合金的过度腐蚀,形成腐蚀孔洞缺陷,金属化后的试样表面粗糙度增加,并对后续的钎焊工艺产生不利影响。本文采用SnCl2+HCl溶液对高硅SiCp/Al复合材料进行敏化处理,研究了敏化时间和敏化液浓度对试样表面质量的影响。结果表明,敏化0.5min后试样表面Al合金腐蚀程度小,沉积的Sn(OH)2颗粒数量少。敏化1.5min以上,试样表面Sn(OH)2颗粒数量多,但Al合金完全腐蚀,留下大而深的腐蚀孔洞;降低敏化液浓度也不能明显提高敏化试样的表面质量。敏化1.0min后,试样表面Al合金连续分布,无大而深的腐蚀孔洞,Sn(OH)2颗粒数量适中。经过1min敏化的高硅SiCp/Al复合材料试样表面化学镀层质量良好。     

氧化剂在TSV铜膜CMP中钝化机理北大核心

为实现TSV硅衬底表面铜去除速率的优化,对影响TSV铜去除速率的最主要因素抛光液组分(如磨料、螯合剂、活性剂和氧化剂)中的氧化剂进行分析。通过对不同体积分数的氧化剂电化学实验进行钝化机理的研究,从而得到最佳的氧化剂体积分数,再进行铜的静态腐蚀实验和抛光实验对铜的去除速率进行验证。实验结果表明,氧化剂体积分数为0.5%时铜具有较高的去除速率,能够满足工业需要。最后,对CMP过程机理和钝化机理进行分析,进一步验证了氧化剂在TSV铜化学机械平坦化中的作用。     

硅灰用于自密实高性能道面混凝土的性能研究

为研究硅灰用于自密实高性能道面混凝土的效果,通过对比试验方法研究了掺入硅灰以后混凝土工作性能、力学性能和抗冻性能的变化,证明了加入硅灰可以显著提高混凝土的综合性能,可以用于自密实高性能路面混凝土的工程实践。     

硅氧树脂变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱研究

采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR),研究了硅氧树脂的一维红外光谱和二阶导数红外光谱。结果发现:聚硅氧树脂主要存在着CH3伸缩振动模式(νCH3)、CH3变形振动模式(δCH3)、CH3摇摆振动模式(ρCH3)、Si—O伸缩振动模式(νSi-O)和Si—C伸缩振动模式(νSi-C);同时,研究了温度对硅氧树脂分子结构的影响,拓展了变温ATR-FTIR技术在硅氧树脂材料热变性方面的研究范围。