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P181-用于MEMS微电容检测的全差分放大器
P185-超低相位噪声LC压控振荡器的设计
P189-C波段CMOS射频前端电路设计与实现
P193-X波段介质振荡器的设计
李效白
(专用集成电路国家重点实验室,石家庄050051)
王光伟
(天津工程师范大学电子工程系,天津300222)
摘要:
综述了Al和Ni在外加直流电场以及Cu在交流电场作用下诱导非晶硅(a-Si)薄膜横向结晶的特点和机理。
研究了外加电场对金属诱导a-Si薄膜横向结晶的诸多影响因素,如场强及分布等。
结果表明,相对于无电场时,适当强度的电场可显著加快金属诱导横向结晶的速率,场强超过某一临界值则降低该速率,并基于电迁移效应作了较好的解释。
对Cu诱导a-Si薄膜横向结晶,在同样条件下,直交流混合电场比单纯的直流电场能引发更高的结晶速率。
关键词:
金属诱导横向结晶;
电场增强金属诱导横向结晶;
扩散;
固相反应;
晶粒生长;
交流电场
傅岳鹏,谭凯,田民波
(清华大学材料科学与工程系,北京100084)
现今集成电路的特征线宽即将进入亚0.1nm时代,根据量子效应这将是半导体集成的极限尺寸,电子产品小型化将更有赖于封装技术的进步。
概括总结了SiP三维封装、液晶面板用树脂芯凸点COG封装、低温焊接等技术的最新进展。
并对SiP三维封装技术中封装叠层FFCSP
技术进行了着重的阐述。
指出随着低温焊接、连接部树脂补强以及与Si热膨胀系数相近基板的出现,电子封装构造的精细化才能成为可能,为各种高密度封装、三维封装打下坚实基础。
系统封装;
玻璃板上封装;
挠性载带包覆芯片级封装;
低温焊接
马艳1,2,张宝林2,高福斌2,张源涛2,杜国同1,2
(1.大连理工大学物理与光电工程学院,辽宁大连116024;
2.吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室,长春130012)
采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法,以NH3作为N元素的掺杂源,在蓝宝石衬底上生长了掺N的ZnO薄膜。
利用X射线衍射、X射线光电子能谱、原子力显微镜、霍尔测量及光致荧光光谱等测试技术分析了薄膜的结晶性质、表面形貌、光电性质及掺杂元素N的价键特性。
结果表明,NH3的掺杂会影响ZnO薄膜的结晶特性,薄膜虽然仍是(002)面择优取向生长,但同时也出现了ZnO的(100)及(101)面生长。
在薄膜生长时N元素掺入到ZnO薄膜当中,并形成N-Zn、N-H、N-C键。
C、H杂质的存在,使掺NZnO薄膜表现为高阻,同时也影响了薄膜的光致发光特性。
氧化锌薄膜;
氨气掺杂;
金属有机物化学气相沉积;
特性
薛华,张国恒,张浩
(西北民族大学电子材料国家民委重点实验室,兰州730030)
采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出具有c轴高择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射仪及荧光分光光度计研究了氧分压变化对ZnO薄膜的微观结构及光致发光特性的影响。
结果表明,当工作气压恒定时,合适的氧分压能够提高ZnO薄膜的结晶质量。
对样品进行光致发光测量时,所制备ZnO薄膜样品在400nm左右出现较强紫光发射,在446nm出现蓝光发射,经分析认为紫光发射来源于激子复合,而446nm左右的蓝光发射来源于ZnO薄膜内部的Zni缺陷。
射频磁控溅射;
X射线衍射;
光致发光
薛原,徐赛生,董琳,丁士进,张卫
(复旦大学微电子学系,上海200433)
氧化铪(HfO2)介质材料是目前用来取代SiO2的最有前途材料之一。
介绍了HfO2的制备方法,对几种制备方法进行了比较,并分析了各种制备方法的优缺点。
比较了HfO2介质材料的电学性能、热稳定性能及可靠性能,综述了HfO2介质材料的前景,指出原子层淀积(ALD)是制备HfO2介质材料的最好方法之一。
氧化铪;
介质材料;
原子层淀积
刘清华1,乔双2,刘永利1
(1.河北邢台学院物理系,河北邢台054001;
2.河北师范大学物理科学与信息工程学院,石家庄050016)
用磁控溅射法制备了MnXGe1-X(x=0.05、0.07、0.11、0.15、0.19、0.23、0.26、0.29)系列薄膜样品。
X射线衍射(XRD)表明所有样品为Ge立方体结构,没有发现第二相存在。
晶格常数随Mn摩尔浓度增加而增加,符合Vegard定律。
磁力显微镜(MFM)测量表明没有明显的磁畴结构出现,原子力显微镜(AFM)测量表明样品表面颗粒均匀并且呈圆柱状生长。
X射线光电谱测量表明Mn原子并不是处于单一的正二价态。
电子输运特性测量表明室温电阻率随Mn摩尔浓度增加而增加,Mn原子处于深的受主态,电阻率随温度增加而减小,样品仍表现为典型的半导体特性。
物理性质测量仪测量表明样品的铁磁性是固有的长程有序的,通过s、p-d载流子的交换耦合来实现。
半导体;
磁畴;
电阻率;
磁性与输运性质
郭奇花a,陶炼a,陈炳坤a,郑东b,王引书a
(北京师范大学a.物理系;
b.分析测试中心,北京100875)
用退火法在玻璃衬底上生长ZnO籽晶,然后将衬底置于醋酸锌和六亚甲基四胺溶液中,分别对溶液温度和物质的量浓度进行调控,生长了棒状、片状和菊花状等多种形态的纳米晶体。
采用X射线衍射仪分析了纳米晶体的结构及择优生长和排列特征,用扫描电子显微镜观察了纳米晶体的形貌,研究了生长温度的起伏和溶液物质的量浓度的变化对ZnO纳米晶体形态的影响。
结果表明,ZnO纳米晶体生长过程中溶液物质的量浓度的变化对纳米晶体形态的影响很小,而温度的起伏对纳米晶体的形态起到了至关重要的作用。
氧化锌纳米晶体;
温度起伏;
形貌特征
李晓洁,张海明,胡国锋,李育洁
(天津工业大学理学院,天津300160)
以Al2O3膜为模板,通过溶胶凝胶浸渍法,经过干燥、高温加热制备了ZnO纳米点阵结构。
SEM结果表明,AAO模板孔道呈六角形排布,孔道垂直无交叉,孔径为50nm左右,在AAO模板内装入的ZnO为纳米颗粒。
XRD结果表明,AAO模板为非晶结构,孔内ZnO具有多晶纤锌矿结构。
PL谱结果表明,ZnO/AAO组装体系表现出了很强的紫外发射。
AAO模板;
溶胶凝胶;
氧化锌;
纳米点阵结构
丁丽,严如岳,何秀坤,李宝珠,李雨辰,
何友琴,马农农,章安辉,刘立娜
(中国电子科技集团公司第四十六研究所,天津300220)
采用扫描电镜(SEM)、X光电子能谱仪(XPS)、二次离子质谱仪(SIMS)等多种微分析手段对失效器件芯片表面生成物产生原因进行了分析,同时结合器件制备工艺和器件可靠性实验分析了Si3N4钝化层质量与工艺的关系。
通过大量分析实验,确定了器件失效的重要原因是Si3N4钝化层存在缺陷而导致器件因表面漏电而失效。
实验结果表明,将Si3N4钝化层中SiOX含量控制在10%以下,器件管壳内水分控制在1%以下,器件经过1000h电老化后芯片表面无生成物产生。
氮化硅;
钝化层;
表面分析;
生成物
周珺
(兰州交通大学数理学院,兰州730070)
用磁控溅射工艺在不同的沉积温度下生长300nm厚Cu膜。
用原子力显微镜(AFM)获取薄膜表面形貌,并基于分形理论定量表征;
用四点探针电阻测试仪测定薄膜电阻率。
结果表明,Cu膜表面分形维数(Df)及电阻率(ρ)与沉积温度(Ts)密切相关。
随着Ts升高,Df与ρ均经历了先减小再增加的过程,在TS<373K时,表面扩散导致薄膜表面平滑,而当TS>373K时,晶粒长大诱导表面形貌复杂化;
当TS<673K时,ρ随着TS的增加而不断减小,而当TS>673K时,晶粒异常长大导致其几何形态和分布方式改变,ρ反常增加。
铜膜;
表面形貌;
电学性能;
磁控溅射
赵海阔,雒向东
(兰州城市学院培黎工程技术学院,兰州730070)
用磁控溅射工艺在不同沉积温度制备200nm与2μm厚的Cu膜,并用X射线衍射仪(XED)与光学相移方法测量薄膜织构与残余应力。
结果表明,对于200nm厚Cu膜,随着沉积温度T增加,晶粒取向组成几乎保持不变,薄膜具有较低拉应力且不断减小;
而对于2μm厚Cu膜,随着T增加,Cu<
111>
/Cu<
200>
晶粒取向组成比值急剧减小,薄膜具有较大的拉应力且不断减小。
根据表面能、应变能及缺陷形成等机制对薄膜残余应力与织构的演化特征进行了分析。
织构;
残余应力;
沉积温度
张化福,类成新,刘汉法,袁玉珍,袁长坤
(山东理工大学物理与光电信息技术学院,山东淄博255049)
采用射频磁控溅射法在室温柔性衬底PET上制备了掺锆氧化锌(ZZO)透明导电薄膜。
利用不同方法提高ZZO薄膜的电阻率而未使其可见光透过率降低。
X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表明,ZZO薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜。
在有机衬底和玻璃衬底上制备ZZO薄膜的择优取向不同,前者为(100)晶面,而后者为(002)晶面。
在有ZnO缓冲层的PET衬底上制备的ZZO薄膜电阻率比直接生长在玻璃衬底样品上的小。
通过优化参数,在PET衬底上制备出了最小电阻率为1.7×
10-3Ω·
cm、可见光透过率超过93%的ZZO薄膜。
实验表明,镀膜之前在柔性衬底上沉积ZnO缓冲层能有效地提高ZZO薄膜的质量。
掺锆氧化锌薄膜;
柔性衬底;
磁控溅射;
透明导电薄膜
P158-喇曼光谱研究硅烷体积分数对Si薄膜结构影响
张乾,高杨,张建新,阎殿然,安雪川,张志彬,王师
(河北工业大学材料科学与工程学院,天津300000)
采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在一定射频功率、衬底温度和气压下,在普通玻璃衬底上制备了不同硅烷体积分数的Si薄膜材料。
使用喇曼光谱对薄膜材料的结构进行了研究。
结果表明,随着硅烷体积分数的降低,Si薄膜沉积速率将会逐渐降低。
当硅烷体积分数降到2%时,喇曼光谱检测到出现对应的晶体Si的吸收峰,而最初的非晶吸收峰位逐渐减弱,Si薄膜的结构实现了由非晶向微晶转变。
随着硅烷体积分数进一步降低,结晶率不断提高,微晶比例进一步扩大。
等离子体增强化学气相沉积;
硅薄膜;
喇曼光谱;
玻璃封底;
硅烷
钟道远,吴建生
(上海交通大学材料科学与工程学院,上海201100)
由于光电转换效率较低,产生的多余热已成为提升单位体积下大功率LED(HPLED)灯光输出量的主要瓶颈,使有效减少HPLED灯热流回路上各界面接触热阻成为重要课题。
研究了不同的非金属基导热界面材料在不同环境温度条件下,应用于HPLED灯具模型中的第二界面处时对灯具散热情况的影响。
结果表明,具有相变特征的非金属基导热界面材料,在其相变转化点位置之上的某一特定临界点后的热传导性能优于导热系数相对更高的非金属石墨基的界面材料。
第二界面材料之间的接触热阻对发挥其导热能力有重要影响。
非金属基导热界面材料;
第二界面;
散热性能;
大功率发光二极管
杨子健1,杨爱国1,杨建红1,冯浩2,李冠斌2,崔敬忠2
(1.兰州大学物理科学与技术学院,兰州730000;
2.兰州物理研究所,兰州730000)
以石英片为基底,采用直流/射频磁控共溅射法制备了掺Al、掺Ti的VO2薄膜。
对所制样品进行了电阻-温度关系、原子力显微镜、透射光谱等光电性能测试。
结果分析表明,Al元素可以提高薄膜相变温度及Ti元素可以有效提高相变前后电阻率变化幅度,并且用半导体能带理论对VO2薄膜光电性质改变的原因及掺杂对其造成的影响予以解释,提出了影响相变滞豫的原因及改善方法。
最后对磁控共溅射沉积方法制备掺杂薄膜的工艺方法提出了改进。
二氧化钒薄膜;
磁控共溅射;
掺杂;
光电特性;
能带
刘永立
(中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄050051)
为解决CVD设备在工艺过程中有时存在工艺参数周期性波动的现象,进行了相关分析。
发现使用高压钢瓶存储的高纯气态源时,常使用单个调压阀和质量流量计(MFC)来减压和控制流量。
而高压差和小流量工作常会导致调压阀的周期性开启,由此产生周期性的管道压力波动。
由于MFC从设计上无法完全缓冲压力波动,进而引起流量波动,造成淀积材料参数的波动。
针对这一问题提出采用改变气源、增加稳压装置等作为解决方法,并归纳为三种气路改动方案。
通过在一台设备上应用,将波动范围由+120%/-40%缩小至+2%/-4%。
化学气相淀积;
质量流量计;
电子压力控制计;
调压阀
朱秋玲,张春,王晓辉,刘忠奇,李永明,王志华
(清华大学微电子学研究所,北京100084)
设计并实现了一种新颖的超高频RFID标签的基带处理器。
该标签以ISO/IEC18000-6C协议为基础,但在反向链路通信方面,在原协议FM0编码/Miller调制副载波的基础上增加了扩频编码的实现,目的是提高反向链路的通信信噪比。
该设计支持协议要求的所有11条强制命令的读写操作,概率/分槽防冲突算法,以及对存储器的读写操作。
设计中采用了低功耗技术,显著降低了芯片的平均功耗和峰值功耗。
芯片采用0.18μm6层金属CMOS工艺进行流片,面积为0.5mm2。
测试结果表明,芯片消耗功耗约为16μW,最低工作电压为1.04V。
RFID标签;
基带处理器;
低功耗;
扩频
刘宁,代月花,陈军宁,柯导明,胡媛
(安徽大学电子科学与技术学院,合肥230039)
从器件结构和能带的角度分析了提高非易失性存储器性能的可能途径,建立了纳米晶浮栅结构的存储模型,并在模型中考虑了量子限制效应对纳米晶存储性能的影响。
基于模型计算,分析了纳米晶材料、高k隧穿介质材料及其厚度对纳米晶浮栅结构存储性能的影响。
同时,制作了MIS结构(Si/ZrO2/AuNcs/SiO2/Al)的存储单元,针对该存储单元的电荷存储能力和电荷保持特性进行测试,并对测试结果进行分析。
非易失性半导体存储器;
纳米晶浮栅;
高k介质;
量子限制效应
江儒龙1,2,孔德义1,李庄1,2,鲍路路1,2,林丙涛1,2,郭攀1,2
(1.中国科学院合肥智能机械研究所传感器国家重点实验室,安徽省仿生感知
与先进机器人技术重点实验室,合肥230031;
2.中国科学技术大学物理系,合肥230026)
设计了一种用于MEMS电容传感器的低噪声低失调全差分运算放大器。
微传感器传感电容一般很小,传感电容的变化更小。
低噪声低失调放大器大大提高了整个传感器检测电路精度。
该放大器采用连续时间共模反馈方法稳定共模输出、低阻结点斩波和动态匹配方法以期达到有稳定输出的低噪声低失调全差分放大器,给出基于HJTC0.18μmCMOS1P6M工艺的仿真结果,经过精心设计,各项指标达到或超过应用要求。
微电子机械系统电容传感器;
全差分运放;
共模反馈;
低噪声
付丽
(河北科技大学信息学院,石家庄050000)
研制出了超低相位噪声压控振荡器,在保证调谐范围的前提下,采取各种措施有效降低了压控振荡器的相位噪声。
设计的压控振荡器采用普通环氧板材,表面贴装工艺,国际标准封装,成本低、人工调试量小,适合规模生产。
结果表明该产品的频率为796~857MHz,调谐带宽61MHz,调谐电压1.8~4.5V,调谐灵敏度22.5MHz/V,相位噪声达到-115dBc/Hz@10kHz,产品已达到国际各大同类产品的水平。
压控振荡器;
超低相位噪声;
表面贴装;
环氧板材
丘聪,叶青
(中国科学院微电子研究所,北京100029)
设计了一款工作在C波段(4.2GHz)的CMOS射频前端电路,电路包括低噪声放大器和Gilbert型有源双平衡混频器。
其中低噪声放大器采用共源和共栅放大器方式,实现了单端输入到差分输出的变换;
而混频器的输出端采用电感负载形式。
电路采用SMIC0.18μmRF工艺实现,测试结果表明,混频器的输出频率约为700MHz,电路的功率增益为24dB,单边带噪声指数为8dB,在1.8V工作电压下,电路总功耗为36mW。
超外差接收机;
射频前端;
低噪声放大器;
混频器
刘伟,唐宗熙,张彪
(电子科技大学电子工程学院,成都610054)
研究了一种具有较宽机械调频范围和较低相位噪声的X波段介质振荡器设计方法。
利用介质谐振器法对三种型号的介质谐振器(DR)材料进行了精确的测试,得到了其介电常数εr和损耗角正切值tanδ以及DR的谐振频率。
利用仿真软件建立微带线与谐振器耦合模型,通过仿真提取其S2P文件。
选用GaAsFETATF26884作为电路中的放大器件,使用生成的S2P文件建立介质振荡器(DRO)电路模型,调整耦合段和输出匹配微带线的长度,得到较低的相位噪声。
测试证明输出信号的相位噪声在偏离中心频率100kHz处小于-100dBc/Hz。
介质谐振器;
谐振法;
振荡器;
相位噪声
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