用于相变存储器的超低输出纹波2X/1.5X电荷泵

本文针对相变存储器编程驱动电路,提出了一种超低输出电压纹波的开关电容型电荷泵。该电荷泵可根据输入电压的不同,自适应工作在2X/1.5X升压模式之间,以获得更高的电源转换效率。相比于传统开关电容型电荷泵,在充电阶段泵电容被充电至预先设定的电压值Vo-VDD(Vo为预期的输出电压);放电阶段,泵电容串联在输入电压VDD与输出端,通过此方法将电荷泵输出端电压稳定在Vo,并有效的降低了由于电荷分享所造成的输出纹波。在中芯国际40nm标准CMOS工艺模型下,对电路进行了仿真验证,结果表明在输入电压为1.6-2.1V,输出2.5V电压,最大负载电流为10mA,输出电压纹波低于4mV,电源效率最高可达91%。     

经由受激拉曼绝热过程高效产生太赫兹

论证了在三能级系统中经由受激拉曼绝热过程产生太赫兹,分析了基本模型和泵浦激光与太赫兹产生相干的三能级的理论,并应用在横向激励二氧化碳激光光学泵浦重水分子中,可以产生波长为385μm的太赫兹辐射。产生的太赫兹脉冲功率表现为蒸汽压的函数,并得到了最高太赫兹功率。该技术提供了一种鲁棒性非常好的产生太赫兹的方法。     

ULSI中多层Cu布线CMP表面粗糙度的分析和研究

分析介绍了Cu层表面粗糙度对器件性能的影响以及超大规模集成电路中多层Cu布线CMP的作用机理,研究分析了碱性抛光液对Cu的表面粗糙度的影响因素,如磨料、氧化剂、pH值、表面活性剂等对表面粗糙度的影响。实验证明,在一定的抛光条件下,选用SiO2为磨料、双氧水为氧化剂的碱性抛光液可以有效降低Cu层的表面粗糙度,使之达到纳米级,得到良好的抛光效果,从而解决了超大规模集成电路多层Cu布线化学机械抛光中比较重要的技术问题。     

一种用于UHF RFID的低压高效电源产生电路

介绍了一种为无源UHF RFID设计的高效高灵敏度电源产生电路.该电路基于0.18μm工艺,其中包含了两个电荷泵,一个参考电流源和一组偏置电路.由于其偏置电路消除了传统电路中的阈值损失和体效应,使该电路在低压下的电源转换性能得到很大的提高.要为100kΩ负载提供1.5V电源电压,所需最小输入电压为350mV,转换效率为22%.在负载为60kΩ时,最高可以获得29.8%的转换效率.仿真结果表明,新的电路结构比传统的电荷泵具有更优越的性能.     

固体激光器晶体吸收光场的设计仿真

设计了3类8种二极管侧面泵浦结构,构建了相应的泵浦光学理论模型,采用有限元分析方法,计算了不同结构下的吸收效率和矩阵元素标准差。首先,在给定泵浦总功率、芯片间距、掺杂浓度等前提下,随着泵浦距离在0～5 mm内递增,8种泵浦结构中激光晶体的吸收效率呈降低趋势,矩阵元素标准差也逐渐减小,其中部分结构在近距离(0～0.3 mm)泵浦时矩阵元素标准差变化程度较大,在实际应用中应避免泵浦距离处于近距离区间。其次,在相同结构参量下,随着晶体掺杂浓度在0.6%～1.0%内增加,激光晶体的吸收效率提高,同时,掺杂浓度提升也是造成截面中心峰值降低或半径方向上光场凹陷的原因。因此,掺杂浓度和泵浦距离的匹配将是提升半径方向上均匀性分布的有效手段。     

光纤激光器泵浦源驱动电路的设计

根据通信用光纤激光器泵浦源的要求,结合半导体激光器的特性,设计了一款高性能、低成本的激光器驱动电路(包括恒流电路、控制电路和保护电路)。恒流电路采用达林顿管作为调整管,利用集成运放的深度负反馈实现恒流输出。经实验验证,本设计系统恒流源稳定度达0.03%,纹波较小,可实现对光纤激光器泵浦源激光二极管(LD)的驱动。     

应用于低频无源RFID的低成本2 kbit EEPROM

基于350 nm 2-poly 3-metal EEPROM工艺,设计了一种应用于低频无源RFID的低成本2 kbit EEPROM存储器。在保证存储容量能满足大多数使用场景的情况下,通过优化Dickson电荷泵和读出电路的结构,实现电路版图面积的最小化,从而对整体电路实现低成本设计。优化后的Dickson电荷泵能实现10μs内从3.3 V到16 V的稳定升压,且功耗为334μW;读出电路基于检测NCG器件阈值电压的方式实现存储逻辑值的判别,该方法不需要能提供高精度电流的基准电路和具有高增益的灵敏放大器,有效降低了整体电路的面积。低成本2 kbit EEPROM的工作电压为3.3 V,能实现32位并行输入和1位串行输出,芯片总面积仅为0.14 mm²,有效降低了低频无源RFID设计复杂度和制造成本。     

基于化学机械动力学的碱性铜抛光液平坦化机理研究

The planarization mechanism of alkaline copper slurry is studied in the chemical mechanical polishing (CMP) process from the perspective of chemical mechanical kinetics.Different from the international dominant acidic copper slurry,the copper slurry used in this research adopted the way of alkaline technology based on complexation. According to the passivation property of copper in alkaline conditions,the protection of copper film at the concave position on a copper pattern wafer surface can be achieved without the corrosion inhibitors such as benzotriazole(BTA),by which the problems caused by BTA can be avoided.Through the experiments and theories research,the chemical mechanical kinetics theory of copper removal in alkaline CMP conditions was proposed. Based on the chemical mechanical kinetics theory,the planarization mechanism of alkaline copper slurry was established. In alkaline CMP conditions,the complexation reaction between chelating agent and copper ions needs to break through the reaction barrier.The kinetic energy at the concave position should be lower than the complexation reaction barrier,which is the key to achieve planarization.     

固井水泥浆对储层损害的再认识

固井作业是油气田开发过程中的重要一环,其对储层的损害主要由水泥浆滤液造成且是永久性的。储层损害程度与水泥浆滤液组分和侵入范围有关,射孔完井时孔眼长度是否大于滤液侵入深度,直接关系到水泥浆对储层的损害程度和油气井后续产量。通过分析水泥浆对储层的影响,提出了一种根据固井施工设计参数计算水泥浆滤液最大侵入深度的方法。该方法所需参数容易获得,计算简便,考虑了水泥浆动态和静态滤失阶段的极限滤失情况,可作为射孔完井时射孔深度设计的参考,对油气井储层保护和射孔完井参数设计具有重要意义。一般来说,采用密度1.9 g/cm~3的水泥浆对砂岩储层进行固井时,水泥浆滤液侵入储层深度在常规射孔范围内,水泥浆对储层的污染可以忽略不计。     

页岩气长水平井段防气窜固井技术

页岩气开发的核心技术为水平井配合大型水力压裂,而固井质量不佳已成为页岩气完井和实施储层改造的主要瓶颈问题。为此,以四川盆地页岩气开发区块为例,探索了水力压裂作用下保持水泥环力学完整性的方法及其配套工艺技术措施。研究结果表明:(1)采用模拟套管刚度的近钻头三扶正器通井钻具组合,可以降低长水平段页岩气井套管下放难度,提高下套管时效和安全度;(2)研制的高效洗油冲洗隔离液体系在常温至120℃下的冲洗效率均大于90%,能够保证水泥浆对油基钻井液的顶替效率和井壁的有效胶结;(3)确定了该区长水平段固井韧性防窜水泥浆凝固后的性能——水泥石弹性模量应小于7 GPa、三轴强度最好大于40 MPa,以减轻和避免压裂时的水泥环破坏;(4)形成的钻井液调整、预应力固井、地面高压泵注工艺等配套技术提高了页岩气井固井质量。2015—2016年期间运用上述系列固井技术在四川盆地开展了85口井固井作业,平均井深4 832 m,平均水平段长1 560 m,固井质量优质率达89.58%;水平井固井后候凝期间无环空带压,钻完井及试油期间环空气窜得到明显改善。结论认为,该配套技术可以保证并提高长水平段页岩气井的固井质量。