一种基于悬浮吸收层的双层结构的热电堆红外探测器(英文)

提出一种新颖红外传感器,这种传感器采用悬浮吸收层的双层结构的优势,来实现相对小尺寸下的高探测性能。双层结构采用2种牺牲层材料,分别为聚酰亚胺牺牲层和预埋在热偶条和沉底之间的多晶硅材料。仿真结果证明了该种结构的探测率、响应率和响应时间分别达到2.85×108cm Hz(1/2)/W、1 800 V/W和6 ms。本文给出了该种热电堆红外探测器高度兼容于CMOS工艺的制备流程,使器件的高效量产和低成本生产成为可能。     

基于悬浮吸收层的热电堆红外探测器结构设计

在这项工作中,设计一种新颖的热电堆红外探测器结构。该检测器利用悬浮吸收层-热电堆双层结构来实现高性能,同时具有相对小的尺寸。该双层结构的实现是通过引入两个分离的牺牲层,分别包括热电堆下方的多晶硅膜和其上方的聚酰亚胺沉积实现。尺寸优化后的仿真结果表明,该红外探测器的探测率、响应率和响应时间分别可以达到2.85e8 cmHz （ 1/2） / W, 1800 V / W和6毫秒。此外,本文提出热电堆红外探测器的制造方法是高度兼容于标准的CMOS工艺,这就使其高产量和低成本的生产成为可能。     

红外多气体传感器设计

针对甲烷、二氧化碳和一氧化碳三种气体的同时检测,设计出一种红外多气体传感器.该传感器将探测器和红外光源集成在光学气室内.在对气室进行设计时,首先确定气室高度为25 mm,随后通过计算和软件仿真分析确定气室的半径为10 mm.设计完成外围电路并对传感器进行测试,结果显示:对甲烷、一氧化碳和二氧化碳的检测范围可达到(0~40 000)×10-6.     

八梁硅微加速度传感器横向灵敏度的研究

一般的压阻式硅微加速度传感器结构多采用悬臂梁加质量块的形式,这种结构的传感器有很高的灵敏度,但它会产生很高的横向效应.文中介绍一种八梁结构的三轴加速度传感器,通过用ANSYS有限元分析软件仿真计算,说明该结构的加速度传感器具有很小的横向效应.     

共振隧穿二极管的压阻特性测试与研究

设计并搭建了检测共振隧穿二极管(RTD)压阻特性的实验系统,测试了RTD结构在不同应力状态下I-V特性曲线的漂移.实验结果表明RTD结构压阻特性的灵敏度大于1×10-8Pa-1.为了更精确地定量表达其压阻特性,研究了同一RTD结构I-V特性的一致性,得到相同环境条件下RTD电阻的最大相对漂移量小于3%,其中1%由测试仪器造成.     

静电注入对55 nm MV/HV GGNMOS ESD性能的影响

静电防护问题是提升集成电路可靠性面临的主要挑战之一。基于55 nm HV CMOS工艺,研究了静电注入对中压(MV)和高压(HV)GGNMOS(Gate-Grounded NMOS)器件静电防护性能的影响。研究结果表明,对MV GGNMOS器件来说,静电注入能够在有效降低开启电压(V_t)、保持电压(V_h)的同时,减小对二次击穿电流(I_t2)的影响,且注入面积的改变对器件性能的影响极为有限;对HV GGNMOS器件来说,提高静电注入浓度能够有效提高静电防护能力。     

湿法刻蚀调节分裂栅存储器的浮栅层形貌研究

随着分裂栅存储器器件尺寸的不断减小,理想浮栅层形貌的获得越来越具有技术挑战性。在实际生产过程中,经常会发生浮栅层存在空洞缺陷的问题。结合第三代分裂栅存储器40 nm浮栅层制造工艺,分析了浮栅层出现空洞的原因。在分步刻蚀的工艺流程下,对磷酸使用两次小换酸的方式,解决了浮栅层存在空洞缺陷的问题。通过工艺优化,得到理想浮栅层形貌所需要的湿法刻蚀工艺中磷酸和氢氟酸的使用量。     

MEMS红外探测器响应时间测量方法研究

传统地,MEMS红外探测器响应时间的测量需要基于黑体辐射源、斩波器、水冷装置等设备搭建一套复杂的测量系统,然而斩波器的遮挡区域和透光区域具有一定的面积,其按某频率工作时会消耗一定的时间,而测试所得的器件响应时间无法排除斩波器的工作耗时,导致测试结果存在较大误差,所测响应时间为14.46ms。为解决这一问题,提出了一种以钛宝石激光器为辐射光源,利用声光调制器构建纳秒级激光脉冲,MEMS红外探测器响应激光脉冲的作用输出脉冲电信号,很好地规避了测量系统中设备工作耗时引入的时间参数,所测响应时间仅为3.13ms。由此可见,传统方法中斩波器工作耗时引入的时间误差甚至超过器件响应时间的300%,充分证明了此方法可以有效解决这一问题,进而为MEMS红外探测器以及其它光学探测器性能参数的测试与计量提供了一种新的方法。     

DPRM工艺中刻蚀工艺关键参数对N/P型MOS管交界处的影响

短沟道效应对器件性能的影响不可忽略,高k/金属栅极(High-k/Metal Gate,HKMG)器件可以很好地抑制短沟道效应。HKMG器件中金属栅极的制备工艺有前栅极制造工艺和后栅极制造工艺,其中虚拟栅去除(Dummy Poly Removal,DPRM)过程是后栅极制造中一道至关重要的制程。由于P型MOS管和N型MOS管的金属栅极填充材料不同,制造工艺中要先完成一种MOS管金属栅极的制作再进行另一种MOS管金属栅极的制作,DPRM后N型MOS管和P型MOS管交界处的结构形貌会直接影响金属栅极的填充,进而影响器件性能。在电子回旋共振刻蚀等离子体源条件下,探究DPRM工艺中过刻蚀过程的关键参数对NMOS管和PMOS管交界处结构形貌的影响,进而总结出减弱N/P型MOS管交界处侧向凹陷程度的工艺条件。     

钝化层退火工艺引入的氢对P-Flash存储器耐久性的影响

研究了钝化层退火工艺引入的氢对P-Flash存储器耐久性的影响,建立了这一影响的物理模型,阐明了耐久性退化的机理。在四种不同测试条件下,对P-Flash存储器进行了编程/擦除的耐久性测试。测试结果表明,在高温且延时的条件下,器件的耐久性最差。耐久性与编程/擦除之间的延时相关,延时越长,耐久性衰减越严重。在器件编程后的延时过程中,SiO₂/Si界面处被氢原子钝化的硅悬挂键发生断裂。氢原子的不稳定性导致更多的界面陷阱电荷和氧化层电荷的产生,使得阈值电压负向偏移,造成负偏压温度的不稳定。通过优化BEOL工艺,可有效改善P-Flash存储器的耐久性。