具有复合埋层的新型SIMON材料的制备

采用氮氧共注入方法制备了新型的 SIMON(separation by implanted oxygen and nitrogen) SOI材料 .采用不同的制备方法分别制作出样品并进行了结构测试和分析 ,发现 SIMON材料的结构和质量对注入条件和退火工艺非常敏感 .并对各种氮氧复合注入技术做了分析和比较 ,发现氮氧分次注入可以得到更好的结构和性能     

应用于深亚微米DSOI器件的埋氧层的制备

利用低剂量、低能量的SIMOX(separation by implanted oxygen)图形化技术实现了深亚微米间隔埋氧层的制备.在二氧化硅掩膜尺寸为172nm的情况下,可以得到间隔为180nm的埋氧层.通过TEM(transmission electron microscope)观察发现埋层形貌完整、界面陡峭、无硅岛及其他缺陷.该结果为DSOI(dain/source on insulator)器件向更小尺寸发展奠定了工艺基础.     

采用局域注氧技术制备的新型DSOI场效应晶体管的热特性

通过局域注氧工艺 ,在同一管芯上制作了 DSOI、体硅和 SOI三种结构的器件 .通过测量和模拟比较了这三种结构器件的热特性 .模拟和测量的结果证明 DSOI器件与 SOI器件相比 ,具有衬底热阻较低的优点 ,因而 DSOI器件在保持 SOI器件电学特性优势的同时消除了 SOI器件严重的自热效应 .DSOI器件的衬底热阻和体硅器件非常接近 ,并且在进入到深亚微米领域以后能够继续保持这一优势 .     

基于FPGA的ASIC芯片抗辐射性能评估系统

针对航天电子控制系统对集成电路的抗辐射需求,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的全新架构的专用集成电路(ASIC)抗辐射性能评估系统。该系统基于FPGA高性能、高速度、高灵活性和大容量的特性,不仅具备传统芯片评估系统的能力,还具备精确判定失效事件发生时刻、被测ASIC时序、内部状态及大致的内部路径位置的能力。对该系统进行单粒子翻转(SEU)辐射试验,试验结果表明,在81.4 MeV·cm²·mg^-1的线性能量转移阈值下,该系统能自动判别没有发生SEU事件。目前,该系统已成功应用于自研高可靠性ASIC芯片抗辐射性能的评估。     

基于130nm PD-SOI工艺存储单元电路的抗辐射加固设计

基于130 nm部分耗尽绝缘体上硅(SOI) CMOS工艺,设计并开发了一款标准单元库.研究了单粒子效应并对标准单元库中存储单元电路进行了抗单粒子辐射的加固设计.提出了一种基于三模冗余(TMR)的改进的抗辐射加固技术,可以同时验证非加固与加固单元的翻转情况并定位翻转单元位置.对双互锁存储单元(DICE)加固、非加固存储单元电路进行了性能及抗辐射能力的测试对比.测试结果显示,应用DICE加固的存储单元电路在99.8 MeV ·cm2 ·mg_1的线性能量转移(LET)阈值下未发生翻转,非加固存储单元电路在37.6 MeV·cm2·mg_1和99.8 MeV·cm2·mg_1两个LET阈值下测试均发生了翻转,试验中两个版本的基本单元均未发生闩锁.结果证明,基于SOI CMOS工艺的抗辐射加固设计(RHBD)可以显著提升存储单元电路的抗单粒子翻转能力.     

α〃-Fe16N2的制备及性能研究

通过球磨α-Fe和脲的混合粉末,制得α'C-Fe(N)超细粉末,其N原子摩尔分数x为8.8%,饱和磁化强度σs为242.7A.m2/kg.再经160℃真空退火10h,部分α-Fe(N)相转变为α"-Fe16N2相,样品中α"-Fe16N2相的质量分数为23.5%,σs约为287A.M2/kg.在350℃退火1h,α"-Fe16N2转变为α-Fe相和γ'-Fe4N相.     

高压MOS晶体管双峰衬底电流分析及优化

利用0.15 μm标准CMOS工艺制造出了工作电压为30 V的双扩散漏端MOS晶体管.观察到DDDMOS的衬底电流-栅压曲线有两个峰.实验表明,DDDMOS衬底电流的第二个峰对器件的可靠性有一定的影响.利用TCAD模拟解释了DDDMOS第二个衬底电流峰的形成机制,并通过求解泊松方程和电流连续性方程分析了器件的物理和几何参数与第二个衬底电流峰之间的关系.根据分析的结果优化了制造工艺,降低了DDDMOS的衬底电流,提高了器件的可靠性.     

FinFET芯片TEM样品制备及避免窗帘效应方法

制备高质量纳米尺度芯片透射电子显微镜(TEM)样品对于探索半导体器件结构设计、材料分布与芯片性能之间的关系具有重要的意义。使用聚焦离子束(FIB)/扫描电子显微镜(SEM)双束系统制备14 nm鳍式场效应晶体管(FinFET)截面TEM样品,制备过程中从技术角度提出了两种自下而上制样方案来抑制窗帘效应。为扩大样品的可表征视场范围,在避免样品弯曲的前提下,提出了一种薄片提取方法。结果表明,离子束流越大,窗帘效应越严重,自下而上方法能有效规避窗帘效应;离子束电压30 kV时采用清洗截面(CCS)模式、5 kV/2 kV时采用矩形模式,样品台倾斜补偿角度为1.5°～3.5°,进行交叉减薄,且最终铣削长度控制在1μm时减薄效果最好;新的薄片提取方法改变了样品的铣削方向,在避免窗帘效应破坏感兴趣结构和样品弯曲的前提下,将样品的可表征视场范围扩大了5倍。研究结果对优化TEM样品制备方法以及芯片失效分析提供了参考。     

球磨法制备α′-Fe(N)超细粉末

通过球磨α－ Ｆｅ 和脲的混合粉末，制得α′－ Ｆｅ（Ｎ） 超细粉末．使用Ｘ 射线衍射仪（ＸＲＤ） 、透射电镜（ＴＥＭ） 和热失重（ＴＧＡ） 分析了在真空条件下经１３０ ｈ 和２００ ｈ 球磨后的粉末样品的结构和性能．结果表明，经１３０ ｈ 球磨后开始得到α′－ Ｆｅ（Ｎ） 相；热分析表明，α′－ Ｆｅ（Ｎ） 相在４３０℃以下是稳定的；经球磨２００ ｈ 后，得到α′－ Ｆｅ（Ｎ） 超细粉末（０ ．０３～０ ．０６ μｍ） ，它是ｒ（Ｎ） 为１３ ．４９％ 的过饱和固溶体．     

基于0.13μm CMOS的WiFi功率放大器设计

基于TSMC 0.13 μm CMOS工艺,设计了一款适用于无线保真(WiFi)收发机的发射端、工作在2.4 GHz且增益可控的三级级联功率放大器.驱动级采用单管结构,后两级采用共源共栅(MOSFET)结构.利用调节共源共栅晶体管栅极的电容来改变栅极电压的相位,进而弥补了共源共栅结构的劣势,增加了整个系统的线性度和增益.另外,使用外部数字信号控制每级偏置的大小来适应不同的输出需求.整个结构采用电源电压:第一级为1.8V,后两级为3.3V,芯片面积为1.93 mm×1.4 mm.利用Candence Spectre RF软件工具对所设计的功率放大器进行仿真.结果表明,在2.4 GHz的工作频点,功率放大器的饱和输出功率为24.9 dBm,最大功率附加效率为22％,小信号增益达到28 dB.