易于集成的有机薄膜场效应晶体管的制备

用有机半导体并五苯作为有源层,聚四氟乙烯作为绝缘层,采用全蒸镀方式在真空室一次性制备了正装结构的有机薄膜场效应晶体管(OTFT)。薄的有机绝缘层使得器件工作在低电压下,有机薄膜场效应晶体管易于与显示像素(有机发光二极管(OLED))集成在同一个透明的刚性或者柔性衬底上。研究了有机薄膜场效应晶体管的源漏接触电阻和沟道电阻对器件性能的影响,结果表明接触电阻是影响器件性能的主要因素。在透明的玻璃衬底上实现了有机薄膜场效应晶体管对同一衬底上100μm×200μm红色有机发光二极管的驱动。     

采用高介电常数网络的6～12GHz中功率GaAsFET放大器的设计

在高介电常数的衬底材料上使用分布传输线技术,成功地研究和制作了4800μm(四个1200μm单胞)GaAs场效应晶体管放大器的输入和输出网络。本文叙述了输入和输出网络的设计和制作以及一个完成的6～12GHz4W放大器的性能。     

浅沟槽隔离对MOSFET电学特性的影响

随着工艺制程的不断进展,浅沟槽隔离技术(STI)成为深亚微米后的主流隔离技术。文章通过测试分析不同栅到有源区距离(SA)晶体管(MOSFET)器件的栅和衬底电流,分析了180 nm N沟道晶体管中STI对于栅和衬底电流的影响。结果表明栅电流随着SA的缩小呈现先缩小后增大的趋势,衬底电流在常温以及高温下都随着SA的减小而减小。文章用应力机制导致的迁移率以及载流子浓度的变化对栅和衬底电流的变化趋势进行了分析,通过改进伯克利短沟道绝缘栅场效应晶体管模型(BSIM)模拟了STI对衬底电流的影响,为设计人员进行低功耗设计提供了衬底电流模型。     

硅衬底上生长的MODFET的DC特性和微波频率特性

本文首次报导了用MBE法在硅衬底上生长的1μm栅GaAs/AlGaAs调制掺杂场效应晶体管(MODFET)的微波特性。室温下,硅上这种结构的最大跨导为170mS/mm,GaAs上这种类型结构的跨导为200～250mS/mm,两者性能相当。77K下,在这些结构上没有看到下塌现象,得到的跨导都是270mS/mm。根据室温下微波S参数的测量,在Si上生长的这些GaAs/AlGaAsMODFET的电流增益截止频率为15GHz,它与GaAs衬底上生长的相同器件得到的12～15GHz相当。由高频等效电路模拟,观测到Si和GaAs上生长的所有参数的差别都非常小,这充分证明Si衬底上的GaAs完全适用于做各种器件。     

X 波段砷化镓场效应晶体管

做出了10千兆赫微波频率下低噪声放大砷化镓场效应晶体管,使固体放大器频率范围比使用硅晶体管提高2～3倍。GaAs FET 最高振荡频率达30千兆赫,8千兆赫和16千兆赫下测得的功率增益分别为8分贝和3分贝,见图1。4千兆赫下噪声3分贝,低于迄今为止报导的晶体管噪声水平。此外,场效应晶体管噪声随频率的变化较小,8千兆赫下仅为5分贝,见图2。器件制于半绝缘 GaAs 衬底上的10~(17)厘米~(-3)掺硫外延薄膜上。外延层必须很薄(约0.3     

UHF应用的低噪声GaAs双栅场效应晶体管

本文报告的 UHF应用的低噪声 GaAs双栅金属肖特基势垒接触场效应晶体管,用 GaAs高阻衬底-n汽相外延材料,金属铝栅 1.5 ×300μm.器件封装用简化的环氧树脂粘结的陶瓷管壳.器件的工作参数为V(DS)～4V,V_(g_1s)～-2V,V_(g_2s)～0V,此时I_(DS)～6mA 1GHz 下NFmin 1.2dB(最佳0.8dB),G_a10dB,G_R45dB.场效应晶体管在UHF电视机和步话机上初步应用,性能良好.     

晶体管、MOS器件

Y98-61303-305 9905795无线通信的低噪声场效应晶体管(FET)设计=Lownoise FET design for wireless communications[会,英]/Franca-Neto,L.M.//1997 IEEE International ElectronDevices Meeting.—305～308(AG)本文研究了对适合于无线电通信用的低噪声场效应晶体管(FET)设计的半导体器件的噪声进行显微分析的新方法,包括计算器件噪声性能的计算方法。并将模拟结果同公布的亚微米 CMOS 晶体管的研究结果进行了比较。参5     

用FIB/EB混合光刻加工GaAs FET蘑菇栅

我们用聚焦离子束(FIB)和变形电子束(EB)混合光刻工艺加工了高电子迁移率晶体管(HEMT)的蘑菇栅结构。在这项工艺中,先用FIB光刻将栅区域内的抗蚀剂减薄到大约0.2μm(“顶栅”的形成),然后用EB曝光顶栅的中心(“底栅”的形成)。用变形电子束在GaAs衬底上可重复地描绘出0.20～0.25μm的图形。经挖槽刻蚀和剥离工艺之后就得到了无衬底损伤的0.2μm蘑菇栅。FIB和EB曝光的套刻精度都优于0.2μm。     

短沟道砷化镓场效应晶体管的噪声性能

砷化镓肖特基势垒场效应晶体管的噪声性能已在理论和实验上作了研究。已经发现,当偏置加于夹断区时,砷化镓场效应晶体管还有另外一种噪声源——谷间散射噪声。研究了这种噪声源并提出了一种新的晶体管噪声模型。在2～10千兆赫频率范围内,测量和计算的噪声系数很好地一致。可以看出,减薄沟道厚度可减小谷间散射噪声的影响。该器件在 X 波段下具有极好的增益和噪声特性。     

SOI衬底和n+衬底上SiGe HBT的研制

分别在高掺杂的Si衬底和SOI衬底上用超高真空化学汽相淀积(UHV/CVD)系统生长了SiGe/Si外延材料,并采用2μm的工艺制备出SiGe/SiHBT(Heterostructure Bipolar Transistor).使用晶体管图示仪测量晶体管的特性.性能测试表明,在SOI衬底上获得了直流增益β大于300的SiGeHBT,但SOI衬底上的SiGeHBT表现出较严重的自热效应.此外,使用Al电极制备的HBT具有大于0.3V的开启电压,而使用TiAu电极的HBT开启电压远小于该值.对不同衬底上研制的不同电极的SiGeHBT的直流特性进行了比较,并对产生不同特性的原因进行了分析.     

外延HgCdTe n-沟道MIS场效应晶体管

用在CdTe衬底上外延生长的HgCdTe制备了MIS场效应晶体管。平面n沟道场效应晶体管用ZnS作绝缘层,同时通过注入Be离子形成源和漏区。在77K时表面迁移率为7×10~3厘米~3/伏秒。     

一种低功耗低噪声相关双取样电路的研究

为了尽量在前级消除CMOS图像传感器读出电路中的主要噪声源，本文提出一种低功耗低噪声的相关双取样电路，开关晶体管采用PMOS晶体管代替传统的NMOS晶体管，避免了NMOS管的阈值损失，有效地降低功耗而不减小信号摆幅，降低了1/f噪声。与传统CDS电路相比较，所提出的CDS电路的输出采用对称列选通开关和源跟随晶体管，减少了两个电流源晶体管和一个偏置电源，有效地降低了功耗：同时，现有工艺能制造出性能匹配很好的对称晶体管，有效地消除器件本身由于阈值偏差带来的固定平面噪声。模拟结果表明，在电源电压为3．3V的情况下，像素单元响应动态范围(输出幅值接近电源电压)较宽，像素单元及CDS正常工作时消耗的能量是1．73μW。     

其它电路与技术

Y2000-62078-253 0007684在混合信号灵巧功率环境中在衬底噪声下数字电路的特性=The behavior of digital circuits under substratenoise in a mixed-signal smart-power environment[会,英]/Secareanu,R.M.& Kourtev,I.S.//1999 Inter-national Symposium on Power Semiconductor Devices andIC's.—253～256(U)叙述了在混合信号灵巧功率系统中数字电路的特性。介绍并讨论了可以解释这一过程的几个模型和机理,其中衬底噪声可影响芯片上数字电路的性能,以及数字电路的抗噪声特性。利用模拟和芯片测试数据,演示了这些模型和机理。参10     

GaN基HEMT器件的优化设计

针对氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)器件自热效应以及电流崩塌效应导致器件性能退化和失效的问题,研究了通过合理改变器件参数尺寸优化GaN基HEMT器件的设计,提高器件性能。通过仿真软件模拟了器件各参数对于GaN器件电学性能的影响,分析了不同衬底构成对GaN HEMT器件自热效应的影响,系统研究了GaN HEMT器件相关参数改变对自热效应及器件电学性能的影响。结果表明:Si及金刚石组成的衬底中减小Si层的厚度有利于减小器件的自热效应,降低有源区最高温度。为提高器件性能以及进一步优化GaN基HEMT器件设计提供了一定的理论参考。     

GaN基HEMT器件的优化设计北大核心CSCD

针对氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)器件自热效应以及电流崩塌效应导致器件性能退化和失效的问题,研究了通过合理改变器件参数尺寸优化GaN基HEMT器件的设计,提高器件性能。通过仿真软件模拟了器件各参数对于GaN器件电学性能的影响,分析了不同衬底构成对GaN HEMT器件自热效应的影响,系统研究了GaN HEMT器件相关参数改变对自热效应及器件电学性能的影响。结果表明:Si及金刚石组成的衬底中减小Si层的厚度有利于减小器件的自热效应,降低有源区最高温度。为提高器件性能以及进一步优化GaN基HEMT器件设计提供了一定的理论参考。     

Si衬底上生长GaAs的技术

最近国外成功地用分子束外延法在Si衬底上生长出高质量的GaAs多晶.他们在3英寸Si衬底上研制出基极调制掺杂GaAs FETs(MODFETs),MESFETs和异质结双极晶体管,还成功地利用这项技术将SiMOSFETs与GaAsMESFETs进行集成.用Si作衬底生长的GaAs MESFETs跨导及夹断电压等性能均好于在GaAs衬底上制造的器件性能.     

快速建立振荡的低噪声Ku波段基频双极压控振荡器

本文讨论在Ku波段(15～18GHz和12～15GHz)上快速建立振荡的基频输出压控振荡器,它是用硅双极晶体管和硅变容二极管构成。这些振荡器输出频率建立时间在2μs以内,最终频率在±1MHz范围内。在载波100kHz频率跨度、16.2GHz下测得相位噪声为-93dBc/Hz。     

采用可调谐高Q有源电感的高优值VCO的研究

对采用新型可调谐、高Q的有源电感(THQAI)的高优值(FOM)压控振荡器(VCO)进行了研究。在LC振荡回路模块中,利用THQAI具有高Q值、较宽调谐范围的特性,分别实现了VCO的低相位噪声和宽的频率调谐范围;在负阻电路模块中,将电流进行复用,使其只有一条直流工作支路,降低了VCO的功耗,又由于电路中的MOS晶体管始终工作在饱和区,进一步降低了VCO的相位噪声;在输出缓冲级,采用共源NMOS晶体管,放大了该VCO的输出波形。最终,这些技术手段使得VCO的调谐范围、相位噪声和功耗均得到了改善,因此获得了高的FOM值。基于TSMC 0.13μm CMOS工艺库,利用射频集成电路设计工具ADS对该VCO进行性能验证。结果表明,该VCO的振荡频率调谐范围高达73%,最低相位噪声仅为-123dBc/Hz,且功耗仅为13.4mW,FOM值为-195.1dBc/Hz,具有较好的综合性能。     

通过对耗尽型场效应晶体管与埋沟MOS电容器的测量来分析体内转移电荷耦合器件的特性

对于体内转移电荷耦合器件的特性分析可以借助于MOS电容器与场效应晶体管的测量结果。我们在MOS电容器和场效应晶体管的氧化层与衬底之间加了一层极性与衬底相反的浅掺杂层,用这样的模型来解释这些器件中观察到的电容——电压(C—V)特性的频率关系。     

一种混合信号集成电路衬底耦合噪声分析方法

讨论分析了混合信号集成电路衬底噪声耦合的机理,及对模拟电路性能的影响。提出了一种混合信号集成电路衬底耦合噪声分析方法,基于TSMC 0.35μm 2P4M CMOS工艺,以14位高速电流舵D/A转换器为例,给出了混合信号集成电路衬底耦合噪声分析方法的仿真结果,并与实际测试结果进行比较,证实了分析方法的可信性。