土壤中Pb、Cr元素激光诱导击穿光谱技术定量分析

采用激光诱导击穿光谱技术(Laser-induced b reakdown spectroscopy,LIBS)对土 壤样品中的Pb和Cr元素进行了分析,以PbI280.17 nm和CrI425.43 nm作为分析线,优化了透 镜到样品的距离(Lens to sample distance,LTSD)、延迟时间对光谱信号强度及信噪比 SNR 的影响。在最佳实验条件下,对两种元素的谱峰强度和元素浓度进行分析,针对外标法 和内标法分别建立了谱线峰值强度、谱线峰值积分面积与对应元素浓度的定标曲线。采用谱 线峰值积分面积法对土壤中重金属Pb和Cr元素的检测,相比于外标法,内标法将Pb和Cr元素 最大相对误差分别从13.56%和12.68%降低到了 6.7%;Pb和Cr元素定标曲线的拟合相关 系数R²分别从0.978和0.975提高到了0.996和0.991。实 验结果表明:采用LIBS技术对土 壤中Pb、Cr元素检测具有可行性,采用谱线峰值积分面积的内标法,可以降低最大相对误差 并提高测量精度。     

表面注入D-RESURF器件耐压模型

建立表面注入双重降低表面电场(D-RESURF)结构击穿电压模型。D-RESURF器件在衬底纵向电场和Pb区附加电场的影响下,漂移区电荷共享效应增强,优化漂移区掺杂浓度增大,器件导通电阻降低。分析漂移区浓度和厚度对击穿电压的影响,获得改善击穿电压和导通电阻折中关系的途径。在满足最优表面电场和完全耗尽条件下,导出吻合较好的二维RESURF判据。在理论的指导下,成功研制出900 V的D-RESURF高压器件。     

一款800V VDMOS终端结构的设计

设计了一款800 V VDMOS终端结构,采用场限环(FLR)与场板(FP)相结合的方式,在场限环上添加多晶硅场板与金属场板,有效地降低了表面电场峰值。通过调整终端结构,在135μm的有效终端长度上实现了848 V的击穿电压,最大表面电场为2.34×105 V/cm,小于工业界判断器件击穿场强标准(2.5×105 V/cm),且电场分布比较均匀,终端结构的稳定性和可靠性高。     

固态介质薄膜的电击穿场强

对于微电子和光电子元器件及其集成电路来讲,固态介质薄膜是一类重要的基础材料。它们的电击穿场强是一个特殊的特性参数。本文从理论上论述了这类薄膜的电击穿场强,并概述了现在所用的测试方法和多位研究者得出的测试结果。此外, 文中还分类提出了这类薄膜内的弱点类型。     

一款700V功率场效应管失效分析与改进

对一款700 V功率场效应管失效芯片进行亮点分析,并通过TCAD软件进行数值仿真验证失效原因。最后对失效管的终端进行了改进设计,在215μm的终端长度上实现了779 V的耐压。结果表明,其硅表面最大场强为2.65×105 V/cm,有效解决了芯片失效问题,提高了器件的可靠性。同时终端长度比原失效终端长度缩小了13%,有效减小了器件的面积。     

一种采用多个渐变反型电荷层优化电场的LDMOST

A lateral double-diffused metal-oxide-semiconductor field effect transistor （LDMOST） with multiple n-regions in the p-substrate is investigated in detail. Because of the decrescent n-regions, the electric field distribu- tion is higher and more uniform, and the breakdown voltage of the new structure is increased by 95%, in comparison with that of a conventional counterpart without substrate n-regions. Based on the trade-off between the breakdown voltage and the on-resistance, the optimal number of n-regions and the other key parameters are achieved. Furthermore, sensitivity research shows that the breakdown voltage is relatively sensitive to the drift region doping and the n-regions＇ lengths.     

共轴双光束LIBS检测土壤中Pb的参数优化

为了提高共轴双光束激光诱导击率光谱(DB-LIBS)检测土壤中重金属元素的检测精度,对试验装置进行了参数优化。试验时,以土壤中重金属Pb为例,首先对双光束与单光束作用效果进行对比,单束激光脉冲工作能量均为120mJ,得到双光束作用下土壤中Pb的特征光谱强度明显比单光束作用下增强了2~3倍。然后,分别设置两束激光之间的脉冲延迟时间为0、50和100ns,在每个激光脉冲延迟时间下,设置光谱采集延迟时间从2.6~5.2μs以步长为0.2μs递增,分别对样品的光谱进行采集,获取Pb元素在405.78nm处的特征光谱信息。通过对特征光谱强度和信背比的综合比较,得到最佳的激光脉冲延迟时间为50ns、光谱采集延迟时间为4.6μs,在此条件下,光谱强度的相对标准偏差为0.10。由此表明,参数优化有利于提高共轴DB-LIBS装置的检测精度。     

激光诱导水垢等离子体温度精确求解研究

为了减小谱线自发辐射跃迁几率等参量的不确定性带来的计算误差,采用一种改进型的迭代Boltzmann算法研究了激光诱导水垢等离子体的电子温度,经过12次迭代,线性相关系数由0.7687提高到0.99991,得到水垢等离子体的电子温度为5012K。Lorentz函数拟合Ca Ⅱ 393.37nm得到水垢等离子体的电子密度是5.7×1016cm-3,远高于临界值6.4×1015cm-3,证明激光诱导水垢等离子体满足局部热力学平衡模型。结果表明,本方法不仅操作简单,而且可以明显提高等离子体特征参量的求解精度。     

A silicon/indium arsenide source structure to suppress the parasitic bipolar-induced breakdown effect in SOI MOSFETs

We introduce Silicon/indium arsenide (Si/InAs) source submicron-device structure in order to minimize the impact of floating body effect on both the drain breakdown voltage and single transistor latch in ultra thin SOI MOSFETs. The potential barrier of valence band between source and body reduces by applying the Indium Arsenide (InAs) layer at the source region. Therefore, we can improve the drain breakdown by suppressing the parasitic NPN bipolar device and the hole accumulation in the body. As confirmed by 2D simulation results, the proposed structure provides the excellent performance compared with a conventional SOI MOSFET thus improving the reliability of this structure in VLSI applications.     

用不同方法评价0.18μm CMOS 工艺栅氧击穿电压和击穿电量

利用击穿电压和击穿电量这两个参数评价标准0.18μm CMOS工艺栅氧的可靠性,获得击穿电压和击穿电量的两个常用方法是电压扫描法和电流扫描法.对用这两种方法得到的击穿电压和击穿电量进行了对比.通过对比,发现测试方法对击穿电压的影响非常小.但是测试方法却可以在很大程度上影响击穿电量.用电流扫描法获得的击穿电量要比用电压扫描法的要大,这一差别可以从两种方法不同的电流-电压曲线中得到解释.同时,通过考察Weibull分布的斜率还发现,击穿电压值的分布斜率要比击穿电量大的多,而且曲线拟合得更好.这说明用击穿电压获得的分析结果更可靠.综合以上结果,可以认为对0.18μm CMOS工艺可靠性评价而言,击穿电压是比较合适的评价指标.