超高速CMOS/SOI51级环振电路的研制

利用CMOS/SOI工艺在4英寸SIMOX材料上成功制备出沟道长度为1μm、器件性能良好的CMOS/SOI部分耗尽器件和电路,从单管的开关电流比看,电路可以实现较高速度性能的同时又可以有效抑制泄漏电流.所研制的51级CMOS/SOI环振电路表现出优越的高速度性能,5V电源电压下单门延迟时间达到92ps,同时可工作的电源电压范围较宽,说明CMOS/SOI技术在器件尺寸降低后将表现出比体硅更具吸引力的应用前景.     

N+多晶硅栅薄膜全耗尽SOI CMOS器件与电路的研究

选用SIMOX(Separation by Implantation of Oxygen)衬底材料,对全耗尽SOI CMOS工艺进行了研究,开发出了N 多晶硅栅全耗尽SOI CMOS器件及电路工艺,获得了性能良好的器件和电路。nMOS和pMOS的驱动电流都比较大,且泄漏电流很小,在工作电压为3V时,1．2μm101级环振的单级延迟仅为50．5ps。     

高速SOI MOS器件及环振电路的研制

采用SOI/CMOS工艺成功地研制出沟道长度为0.8μm的SOI器件和环振电路,在5V和3V电源电压时51级环振的单门延迟时间分别为82ps和281ps,速度明显高于相应的体硅电路.由于采用硅岛边缘注入技术,寄生边缘管得到较好的抑制.对沟道宽度对SOI器件特性的影响进行了讨论.实验表明SOI器件是高速和低压低功耗电路的理想选择.     

45ps的超高速全耗尽CMOS/SOI环振

亚微米全耗尽 SOI( FDSOI) CMOS器件和电路经过工艺投片 ,取得良好的结果 ,其中工作电压为 5V时 ,0 .8μm全耗尽 CMOS/ SOI1 0 1级环振的单级延迟仅为 45ps;随着硅层厚度的减薄和沟道长度的缩小 ,电路速度得以提高 ,0 .8μm全耗尽 CMOS/ SOI环振比 0 .8μm部分耗尽 CMOS/ SOI环振快 30 % ,比 1 μm全耗尽 CMOS/ SOI环振速度提高 1 5% .     

45ps的超高速全耗尽CMOS/SOI环振

亚微米全耗尽SOI(FDSOI)CMOS器件和电路经过工艺投片,取得良好的结果,其中工作电压为5V时,0.8μm全耗尽CMOS/S0I101级环振的单级延迟仅为45ps;随着硅层厚度的减薄和沟道长度的缩小,电路速度得以提高,0.8μm全耗尽CMOS/SOI环振比0.8μm部分耗尽CMOS/SOI环振快30%,比1μm全耗尽CMOS/SOI环振速度提高15%.     

0.5μm SOI CMOS器件和电路

研究了 0 .5μm SOI CMOS器件和电路 ,开发出成套的 0 .5μm SOI CMOS工艺 .经过工艺投片 ,获得了性能良好的器件和电路 ,其中当工作电压为 3V时 ,0 .5μm 10 1级环振单级延迟为 42 ps.同时 ,对部分耗尽 SOI器件特性 ,如“浮体”效应、“kink”效应和反常亚阈值特性进行了讨论     

SOI CMOS器件研究

利用0．35μm工艺条件实现了性能优良的小尺寸全耗尽的器件硅绝缘体技术（SOI）互补金属氧化物半导体（FD SOI CMOS）器件,器件制作采用双多晶硅栅工艺、低掺杂浓度源／漏（LDD）结构以及突起的源漏区。这种结构的器件防止漏的击穿,减小短沟道效应（SCE）和漏感应势垒降低效应（DIBL）;突起的源漏区增加了源漏区的厚度并减小源漏区的串联电阻,增强了器件的电流驱动能力。设计了101级环形振荡器电路,并对该电路进行测试与分析。根据在3V工作电压下环形振荡器电路的振荡波形图,计算出其单级门延迟时间为45ps,远小于体硅CMOS的单级门延迟时间。     

利用改善的体连接技术制备SOI LDMOSFET

对功率器件中常用的体连接技术进行了改进,利用一次硼离子注入技术形成体连接.采用与常规1μm SOI(硅-绝缘体)CMOS工艺兼容的工艺流程,在SIMOX SOI片上制备了LDMOS结构的功率器件.器件的输出特性曲线在饱和区平滑,未呈现翘曲现象,说明形成的体连接有效地抑制了部分耗尽器件的浮体效应.当漂移区长度为2μm时,开态击穿电压达到10V,最大跨导17.5mS/mm.当漏偏压为5V时,SOI器件的泄漏电流数量级为1nA,而相应体硅结构器件的泄漏电流为1000nA.电学性能表明,这种改善的体连接技术能制备出高性能的SOI功率器件.     

0.8 μm PDSOI CMOS器件和环振电路研究

研究了0.8μm部分耗尽绝缘体上硅(PDSOI)CMOS器件和电路,开发出成套的0.8μmPDSOI CMOS工艺.经过工艺投片,获得了性能良好的器件和电路.其中,当工作电压为5 V时,基于浮体SOI CMOS技术的0.8μm 101级环振单级延时为49.5 ps;基于H型栅体引出SOI CMOS技术的0.8μm 101级环振单级延时为158 ps.同时,对PDSOI CMOS器件的特性,如浮体效应、背栅特性、反常亚阈值斜率、击穿特性和输出电导变化等进行了讨论.     

薄膜全耗尽SOICMOS器件和电路

对全耗尽 SOI(FD SOI) CMOS器件和电路进行了研究 ,硅膜厚度为 70 nm.器件采用双多晶硅栅结构 ,即NMOS器件采用 P+多晶硅栅 ,PMOS器件采用 N+多晶硅栅 ,在轻沟道掺杂条件下 ,得到器件的阈值电压接近0 .7V.为了减小源漏电阻以及防止在沟道边缘出现空洞 (V oids) ,采用了注 Ge硅化物工艺 ,源漏方块电阻约为5 .2Ω /□ .经过工艺流片 ,获得了性能良好的器件和电路 .其中当工作电压为 5 V时 ,0 .8μm 10 1级环振单级延迟为 45 ps     

全耗尽CMOS/SOI工艺

对全耗尽 CMOS/ SOI工艺进行了研究 ,成功地开发出成套全耗尽 CMOS/ SOI抗辐照工艺 .其关键工艺技术包括 :氮化 H2 - O2 合成薄栅氧、双栅和注 Ge硅化物等技术 .经过工艺投片 ,获得性能良好的抗辐照 CMOS/ SOI器件和电路 (包括 10 1级环振、2 0 0 0门门海阵列等 ) ,其中 ,n MOS:Vt=0 .7V,Vds=4 .5～ 5 .2 V,μeff=4 6 5 cm2 / (V· s) ,p MOS:Vt=- 0 .8V ,Vds=- 5～ - 6 .3V,μeff=2 6 4 cm2 / (V· s) .当工作电压为 5 V时 ,0 .8μm环振单级延迟为 4 5 ps     

薄膜全耗尽SOI CMOS工艺技术研究

对1．2μ薄膜全耗尽SOI CMOS(TFD SOI CMOS)器件和电路进行了研究，硅膜厚度为80nm。器件采用LDD结构，以提高击穿电压、抑制断沟道效应和热载流子效应；对沟道掺杂能量和剂量进行了摸索，确保一定的开启电压和器件的全耗尽；为了减小“鸟嘴”，进行了PBL(Poly-Buffered LOCOS)隔离技术研究；溅Ti硅化物技术，使方阻过大问题得以解决。经过工艺流片，获得了性能良好的器件和电路。     

薄膜全耗尽SOI CMOS器件和电路

对全耗尽SOI(FD SOI)CMOS器件和电路进行了研究,硅膜厚度为70nm.器件采用双多晶硅栅结构,即NMOS器件采用P+多晶硅栅,PMOS器件采用N+多晶硅栅,在轻沟道掺杂条件下,得到器件的阈值电压接近0.7V.为了减小源漏电阻以及防止在沟道边缘出现空洞(Voids),采用了注Ge硅化物工艺,源漏方块电阻约为5.2Ω/□.经过工艺流片,获得了性能良好的器件和电路.其中当工作电压为5V时,0.8μm 101级环振单级延迟为45ps.     

0.5μm SOI CMOS器件和电路

研究了0.5μm SOI CMOS器件和电路,开发出成套的0.5μm SOI CMOS工艺.经过工艺投片,获得了性能良好的器件和电路,其中当工作电压为3V时,0.5μm 101级环振单级延迟为42ps.同时,对部分耗尽SOI器件特性,如“浮体”效应、“kink”效应和反常亚阈值特性进行了讨论.     

SOI CMOS器件研究

利用0.35μm工艺条件实现了性能优良的小尺寸全耗尽的器件硅绝缘体技术(SOI)互补金属氧化物半导体(FD SOI CMOS)器件,器件制作采用双多晶硅栅工艺、低掺杂浓度源/漏(LDD)结构以及突起的源漏区。这种结构的器件防止漏的击穿,减小短沟道效应(SCE)和漏感应势垒降低效应(DIBL);突起的源漏区增加了源漏区的厚度并减小源漏区的串联电阻,增强了器件的电流驱动能力。设计了101级环形振荡器电路,并对该电路进行测试与分析。根据在3V工作电压下环形振荡器电路的振荡波形图,计算出其单级门延迟时间为45ps,远小于体硅CMOS的单级门延迟时间。     

0.6可用于光纤用户网的0.6μmCMOS激光驱动器

基于国内的CMOS技术和EDA工具以及全定制的设计方法，采用无锡华晶上华(CSMC-HJ)0.6μm CMOS技术实现了可工作于155Mb／s、622Mb／s的激光驱动器．该激光驱动器在50Ω负载上输出电流摆幅从0到50mA可调．在输出级3V直流偏置时最大输出电压摆幅可达2．5Vpp．输出电压脉冲的上升、下降时间分别小于471ps和444ps．四个工作速率下均方根抖动都小于30ps．电路在5V单电源供电时功耗小于410mW．芯片测试结果表明，该激光驱动器达到了世界同类集成电路的水平．     

部分耗尽CMOS/SOI工艺

对部分耗尽 CMOS/ SOI工艺进行了研究 ,成功地开发出成套部分耗尽 CMOS/ SOI抗辐照工艺 .其关键工艺技术包括 :PBL (Poly- Buffered L OCOS)隔离、沟道工程和双层布线等技术 .经过工艺投片 ,获得性能良好的抗辐照 CMOS/ SOI器件和电路 (包括 10 1级环振、 5 0 0 0门门海阵列和 6 4K CMOS/ SOI静态存储器 ) .其中 ,NMOS:Vt=1.2 V ,BVds=7.5— 9V ,μeff=42 5 cm2 / (V· s) ,PMOS:Vt=- 0 . 9V,BVds=14— 16 V,μeff=2 40 cm2 /(V· s) ,当工作电压为 5 V时 ,0 .8μm环振单级延迟为 10 6 ps,SOI 6 4K CMOS静态存储器数据读取时间为 40 ns     

0．8μm SOI CMOS技术及电路研制

SOI CMOS技术在一些特殊应用领域中有着体硅无法比拟的优势文中叙述采用SIMOX材料和0.8μm SOI CMOS工艺加固技术成功研制出抗辐射性能较好的器件和电路,并且给出了SOI CMOS器件的特性随辐照总剂量的变化关系,试验电路通过了总剂量500 Krad(Si)钴60γ射线辐照实验。     

全耗尽CMOS/SOI工艺

对全耗尽CMOS/SOI工艺进行了研究,成功地开发出成套全耗尽 CMOS/SOI抗辐照工艺.其关键工艺技术包括:氮化H2-O2合成薄栅氧、双栅和注Ge硅化物等技术.经过工艺投片,获得性能良好的抗辐照CMOS/SOI器件和电路(包括101级环振、2000门门海阵列等),其中,nMOS:Vt=0.7V,Vds=4.5～5.2V,μeff=465cm2/(V*s),pMOS:Vt=-0.8V,Vds=-5～-6.3V,μeff=264cm2/(V*s).当工作电压为5V时,0.8μm环振单级延迟为45ps.     

SiGe SOI CMOS特性分析与优化设计

基于全耗尽SOI CMOS工艺，建立了具有SiGe沟道的SOI MOS器件结构模型，并利用ISE TCAD器件模拟软件，对SiGe SOl CMOS的电学特性进行模拟分析。结果表明，引入SiGe沟道可极大地提高PMOS的驱动电流和跨导（当Ge组分为0．3时，驱动电流提高39．3％，跨导提高38．4％），CMOS电路的速度显著提高；在一定的Ge总量下，改变Ge的分布，当沟道区呈正向递减式分布时，电路速度最快。