圆片级叠层键合技术在SOI高温压力传感器中的应用

针对绝缘体上硅(SOI)异质异构结构特点,提出了两次对准和两次阳极键合工艺方法,实现了圆片级SOI高温压力传感器硅敏感芯片的叠层键合。采用玻璃—硅—玻璃三层结构的SOI压力芯片具有良好的密封性和键合强度。经测试结果表明:SOI高温压力传感器芯片键合界面均匀平整无缺陷,漏率低于5×10~(-9)Pa·m~3/s,键合强度大于3 MPa。对芯片进行无引线封装,在500℃下测试得出传感器总精度小于0. 5%FS。     

应变Si表面沟道NMOS器件研究

应变MOS器件是在以Si为基础的MOS器件制造过程中引入应变,利用Si和SiGe晶格常数差异产生压应变或张应变,从而提高了载流子迁移率.在性能上,应变MOS器件拥有更高的工作频率、更强的电流驱动能力、更高的增益和更低的功耗;在工艺上,应变Si、应变SiGe工艺技术与普通Si基CMOS工艺兼容性好.本文综合考虑现有工艺条件和工艺复杂性设计了应变Si表面沟道NMOS器件结构,并采用仿真软件ISETCAD,对器件性能进行分析.     

LSI应用的掺磷硅化钼膜

本文研究了用于 LSI 的栅电极、互连材料及掺杂扩散源的掺磷硅化钼的性质。掺磷的硅化钼膜是利用专门设计的 Mo、Si 复合靶,在 PH_3/Ar 气氛中进行复合溅射淀积的。PH_3在溅射过程中分解出 P 和 H_2,而 P 又与 Mo 和 Si 化合。所用的膜中磷的浓度一般为1.5×10~(21)/厘米~3。刚淀积出的膜(Mo/Si≤0.5)呈非晶结构,电阻率高。膜在高于800℃温度下退火后变成多晶,电阻率降低。Mo/Si 为2:1的膜在1000℃N_2气中退火后,电阻率为7.5×10~(-5)欧姆—厘米。在 O_2气退火的过程中,磷能由掺杂的硅化钼膜扩散到 Si 衬底。在高达1100℃下高温退火之后,硅化钼与硅衬底间的接触电阻低于2×10~(-6)欧姆—厘米~2。掺杂的硅化钼栅 MOS 场效应晶体管的可靠性同硅栅器件的一样好,在150℃2.5MV/cm1000小时的应力考核条件下,其闽值电压漂移在±20mV 之内。     

MWCNTs/nano-CeO_2/PANI修饰的H_2O_2传感器

采用循环伏安和滴涂的方法在玻碳电极上制备出一种均匀且具有高电活性聚苯胺(PANI)/多壁碳纳米管(MWCNTs)/纳米氧化铈(nano-CeO2)复合膜。从膜的厚度、pH值、碳纳米管(CNTs)与nanoCeO2的质量比等方面系统地研究了复合膜探测H2O2浓度的各影响因素。结果表明:循环伏安聚合25圈的聚苯胺分散和固定CNTs,nano-CeO2,以及辣根H2O2酶的能力较好,且以CNTs与nano-CeO2的质量比为15∶1的复合膜在pH=6.4的缓冲溶液中具有较高的电活性。该复合膜修饰的电极对H2O2具有良好的响应电流,较快的响应时间(5 s),较宽的检测范围为5.0×10-6~3.95×10-4mol/L,较低的检出极限7.6×10-7mol/L(S/N=3 dB)。     

衬底触发层叠式NMOS实现混合I/O静电保护机制研究

衬底触发技术可以大幅度提高大尺寸NMOS器件的ESD级别.将衬底触发技术融合到层叠式NMOS器件中来产生衬底触发层叠式NMOS器件,理论分析结果表明衬底触发技术可以提高混合电压I/O电路中层叠式NMOS器件的ESD稳健性,基于0.35μm CMOS工艺的模拟结果表明应用带有衬底触发技术的层叠式NMOS器件的HBM模型ESD级别提高约60%,这就验证了衬底触发设计对提高混合电压I/O电路的ESD级是有效的.     

基于ZnFe2O4纳米材料的低温型H2S气敏元件的设计与实现

以无机盐为原料,液相合成了ZnFe2O4纳米粉体,通过XRD,TEM等手段对粉体的晶体结构、形貌等进行表征并研制了厚膜型气敏元件.结果表明:产物为尖晶石结构,粒径尺寸分布为10 nm~30 nm,平均粒径约为14 nm.在40℃~400℃的温度范围内,采用静态配气法测定元件的气敏性能,发现ZnFe2O4气敏元件在150℃的工作温度下对体积比浓度为1×10-3 (V/V0)、1×10-4(V/V0)的H2S气体的灵敏度分别高达244.34和83.31;在此工作温度下对1×10-4(V/V0)的H2S气体响应时间2 s,恢复时间为5 s.在40℃对1×10-3(V/V0)的H2S气体的灵敏度达到111.00.     

新的PIN型0.95μm光探测器设计

提出并设计了一种新的PIN型0.95μm光探测器。它的I层是Ge_0.3Si_0.7(8nm)/Si(12 nm),共50个周期。上、下缓冲层厚各为0.1μm,n~+-Si(10~(20)Cm~(-3)厚约0.5μm,衬底为〈100〉P~+-Si,器件面积为4mm~2。这种探测器一旦实现,它对0.95μm光的灵敏度比硅PIN型探测器高得多,可用于火灾报警等场合。     

CH-1型硅集成热电堆红外传感器

本文报导了应用塞贝克效应的CH—1型硅集成热电堆红外传感器的研究结果。该器件采用集成电路工艺技术及硅的微细加工技术研制而成。测得器件性能为:波段为8～14μm,电阻值为4±1kΩ,响应率为10～15V/W,时间常数<100ms,探测值D~*～1×10~8cm (Hz)~(1/2)/W。并对器件的膜厚与响应率关系、电阻值、响应与温度的关系进行了初步讨论。     

片上集成光电微能源工艺兼容性及器件特性研究

根据暂存式光电微能源系统组成器件的制备工艺特点,提出了基于SOI晶片的光电微能源片上集成方案。主要工艺包括绝缘沟槽刻蚀、离子注入、氧化等,具有较好的制备工艺兼容性。另外,根据片上集成方案,对器件特性进行了研究。结果表明,光伏电池的转换效率为9.7%,NMOS管阈值电压、漏极反向击穿电压VT分别为0.98 V和31.97 V,NPN三极管的电流放大倍数、集电极-发射极之间击穿电压约为83 V和12 V。各器件特性满足系统工作要求,集成方案具有较好的可行性。     

移动无线传感器网络系统在n-Rayleigh信道下的性能分析

在n￣Rayleigh信道下,研究了使用选择合并( SC)接收的移动无线传感器网络系统的平均符号误码率( ASEP )和信道容量。基于矩生成函数( MGF)方法,推导了系统采用相干检测的相移键控调制( PSK),正交幅度调制( QAM),脉冲幅度调制(PAM)等数字调制方式的ASEP的精确表达式。同时,也得到了系统信道容量的精确表达式。然后对不同条件下的ASEP和信道容量性能做了数值仿真,理论分析结果与仿真结果相吻合,验证了理论分析结果的正确性。仿真结果表明：随着分集支路数的增加,系统的ASEP和信道容量性能得到了很好的改善,当使用QPSK调制,信噪比为16 dB时,分集支路数L＝1,系统的误码率是6×10－2,信道容量是4(bit/s)/Hz;分集支路数L＝2,系统的误码率是1×10－2,信道容量是5.1(bit/s)/Hz;分集支路数L＝3,系统的误码率是2×10－3,信道容量是5.8(bit/s)/Hz。