半导体技术第4期摘要精Word下载.docx

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P385-基于CMOS工艺的硅基PI湿度传感器的研制

P389-人工耳蜗专用植入刺激芯片设计

P393-红外遥控发/收数据通信系统的EDA实现

P397-具有数据中继功能的三相数字电表设计

杨俊，张颖一，傅岳鹏，田民波

（清华大学材料科学与工程系，北京100084）

摘要：

整理和归纳了各国不同的RoHS相关政策，并分门别类地概括和介绍了各种符合环保法规的封装技术和材料的发展与动态，包括电子元件的环境对应、环境调和型印制电路板技术、低温导电技术、导电性粘结剂、易解体电子产品、CO2减排技术等，并对封装材料日后的环境适应历程进行了预测。

关键词：

电子封装；

RoHS；

REACH；

节能减排；

环境调和

贺敬良１，王学军１，张志军２

（１.北京信息科技大学，北京100192；

２.中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京101601）

对半导体工艺中晶片的边缘磨削技术进行了论述，分析了晶片边缘磨削技术的特点，在此基础上，提出了一种高效、可靠的晶片边缘磨削方法。

该方法基于单轴电机进给控制，通过控制软件来实现对晶片边缘及定位边的磨削。

首先确定晶片定位边位置，然后通过精确控制承片台驱动电机的旋转角度来磨削晶片圆边，对于定位边的磨削，需要精确控制承片台驱动电机的旋转角度和进给电机的进给量，通过两电机联动控制，完成定位边磨削。

该方法控制精度高，成功

实现了在单轴电机驱动下的晶片圆边及定位边磨削。

试验结果证明，该方法可靠、稳定、高效，并降低了设备硬件成本。

晶片；

倒角；

定位边；

硅片晶向；

边缘磨削技术

周晓龙１，２，杨克武１，２，杨瑞霞１，孙同年２，孙聂枫２

（１.河北工业大学信息工程学院，天津300130；

２.专用集成电路国家重点实验室中国电子科技集团公司第十三研究所，石家庄050051）

生长高质量、大直径的单晶是当前InP晶体生长的发展方向，减少孪晶的产生一直是InP单晶生长技术的研究重点。

通过对高压液封直拉法InP单晶生长过程中的几个重要因素包括加热器和保温系统、掺杂剂、坩埚和生长参数等的分析，设计了合适的热场系统和生长条件，有效地降低了孪晶产生的几率。

在自己设计并制造的高压单晶炉内首先将In和P进行合成，然后采用后加热器加热、坩埚随动等技术重复生长了直径为100～142mm的大直径InP单晶。

讨论了关于避免孪晶产生的关键技术，所提到的条件都得到优化后，单晶率就会大幅上升。

磷化铟；

直径；

孪晶；

热场；

液封直拉；

坩埚；

单晶

黄丽华１，２

（１.北京大学微电子学院，北京100871；

２.吉时利仪器公司，北京100088）

提出了一种新的可靠的晶圆级1/ｆ噪声测量方法和架构。

测试架构采用了吉时利的一系列仪器，包括4200-SCS、428和一个低通滤波器，并且采用了吉时利的自动特征分析套件（ACS）软件来控制测量仪器的操作，采集／分析测得的数据。

由于所用的低通滤波器能够消除所有高于0.5Hz的噪声，因此大大提高了1/ｆ噪声的测量精度。

利用这一测量架构能够在各种偏压条件下评测具有不同尺寸的nMOS和pMOS器件的1/ｆ噪声特征。

1/ｆ噪声；

低通滤波器；

电流放大器；

自动化；

晶圆级

林健

（中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津300220）

翘曲度是鉴别晶片几何参数好坏的重要指标之一。

采用逐点扫描法对多线切割制备的晶片翘曲度分布进行了测量。

通过对切割线张力、砂浆使用次数、切割速度等影响翘曲度的主要因素进行实验分析，阐述了产生的原因，并得出了翘曲度的分布规律。

针对影响翘曲度的主要因素，根据其分布规律调整相应的切割工艺条件，可较好地控制晶片的翘曲度。

虽是针对Si单晶加工中出现的实验情况进行分析，但该结论完全可用于Ge、GaAs等其他晶体的加工中。

翘曲度；

多线切割；

逐点扫描；

砂浆；

切割线张力

P320-杂质分凝对FZ-Si硅单晶电阻率均匀性影响研究

刘洪飞，索开南，董军恒，刘燕，刘洪，高岗

对区熔Si单晶样品的轴向、径向以及生长界面的电阻率进行了测试，分析了影响电阻率均匀性的主要因素。

结果表明，通常认为的影响电阻率均匀性的因素，并不是决定性因素。

本文从FZ单晶在生长过程中，杂质在轴向和侧向分凝的角度进行分析，认为由于晶体原子的侧向生长，产生的杂质侧向分凝，是电阻率分布不均匀的主要原因。

大量生产实验表明，生长过程中改变常规生长参数对提高均匀性的作用并不明显，要想从本质上提高电阻率径向均匀性，只能尝试非常规的技术。

FZ硅；

电阻率；

均匀性；

杂质分凝；

轴向和径向

高朝阳１，周旗钢１，２，戴小林１，崔彬１，韩海建１

（１.有研半导体材料股份有限公司，北京100088；

２.北京有色金属研究总院半导体材料国家工程研究中心，北京100088；

）

研究了重掺B对300mm直拉Si衬底中热致微缺陷的影响。

通过800℃/4～16h+1100℃/16h的低-高两步退火处理发现，与普通（CZ）Si片相比，重掺B（HBCZ）Si片体内生成了高密度的热致微缺陷——体微缺陷（BMDs）；

B浓度的不同对BMDs的形态也有重要影响，重掺BSi片中出现杆状层错，随着B浓度的增加，层错密度增加，尺寸减小。

研究表明，重掺B对BMDs的促进作用主要归功于B原子促进了氧沉淀的异质形核并由于原子半径效应使得这些核心较容易长大，而晶体中初始氧含量不是重掺B促进氧沉淀的主要因素。

外延；

重掺硼硅衬底；

热致微缺陷；

层错

刘锋１，毛陆虹２，韩焕鹏１，王义猛１，李丹１，何秀坤１

（１.中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津300220；

２.天津大学电子信息工程学院，天津300072）

通过改进SiGe单晶生长热场和Ar气流动方式，并采用合适的生长速度，优化调整SiGe单晶生长控制工艺参数，有效控制了SiGe单晶的位错密度。

采用直拉（CZ法）在国产TDR-62Si单晶炉上，采用150mm密闭式热系统，生长出了Ge质量分数为9.79％～12.92％、Φ为50～60mm的SiGe单晶。

可应用于X射线单色器、探测空间γ射线的透镜及热电器件，还可用作部分光电器件和量子阱器件SiGe同质外延生长的衬底。

锗硅单晶；

锗的质量分数；

单晶生长；

直拉法；

位错密度；

周春锋，杨连生，刘晏凤

利用As、Ga、GaAs的性质,开发出一种新的GaAs多晶合成方法。

开展了Φ130mm合成系统的温度、压力优化实验.采用石墨盖代替BN坩埚盖,开发了100mm新合成石墨系统,通过工艺实验确定加热电流、温度、压力随时间的变化,稳定了Φ100mm无液封GaAs多晶合成工艺。

通过大量的实验，逐渐确定了两套无液封GaAs多晶合成的温度压力曲线,固化了坩埚密封结构,掌握了调节GaAs多晶料中化学计量比方法。

无液封；

砷化镓多晶；

合成；

坩埚密封；

石墨系统

程国庆，詹玉峰

（万向硅峰电子股份有限公司，浙江开化324300）

存储中Si片起“雾”是Si片存储面临的最大挑战，“雾”缺陷是可见或可印刷的晶体结构，从污染生长而来，已是困扰半导体业界长达10年以上的大问题。

半导体制造商们至今还未能提出良好的解决方案。

所以研究Si片的“雾”缺陷，并克服“雾”缺陷显得尤为迫切。

从实际生产出发，根据实验数据分析和理论推导，建立了一个起“雾”原因基本模型，对引起“雾”缺陷影响因素进行了独立细致的分析，并在这个模型的基础上提出了相对应的有效的解决方案。

时间雾；

携带层；

气载分子污染；

温湿度

张旭琳１，周柯江２

（１.深圳大学电子科学与技术学院深圳市微纳光子信息技术重点实验室，广东深圳

518060；

２.浙江大学信息与电子工程系，杭州310027）

集成化、微型化是谐振式光学陀螺的发展趋势之一。

通过分析在一定激光器线宽情况下,谐振式微光学陀螺（R-MOG）系统极限灵敏度和环形谐振腔光路中各主要参数之间的关系，得到环形谐振腔耦合系数与环形谐振腔损耗参数间的关系.设计优化R-MOG系统的主要光学参数，使得系统的极限灵敏度达到最高。

并且对实际设计的集成微光学环形谐振腔组成的R-MOG系统进行模拟转动的开环响应测试.为R-MOG系统的构建提供了理论及实验基础。

谐振式微光学陀螺；

极限灵敏度；

光学环形谐振腔；

信号检测；

耦合系数

蔡雪梅ａ，周应华ｂ

（重庆邮电大学ａ.光电学院；

ｂ.计算机学院，重庆400065）

主要研究了铁电阴极电子发射的动态特性，通过对收集到的激励电压和发射电流波形进行幅频特性和相频特性分析，得到电子发射的敏感频率区域为0.65～2MHz。

运用电子发射的极化反转机理，在以上动态特性分析结果的基础上，研究电子发射与极化之间存在的关系，得出转向极化对电子发射的贡献大，热离子极化对电子发射贡献小的结论。

在以上结果基础上提出提高电子发射的两种途径：

一是通过掺杂增加自由离子浓度，以提高热离子极化，从而提高电子发射；

二是改进激励源的设计，使输出电压的频谱包含更多对电子发射频率敏感的成分。

铁电阴极；

转向极化；

热离子极化；

动态特性

赵丽霞１，２，袁肇耿１，张鹤鸣２

（１.河北普兴电子科技股份有限公司，石家庄050200；

２.西安电子科技大学微电子学院，西安710071）

通过理论计算,对VDMOS器件的外延层厚度和掺杂浓度进行了优化设计，探讨用于VDMOS的外延工艺，讨论了外延层厚度和过渡区的测试方法，提出了有效外延层厚度是影响击穿电压的最关键参数，应用此参数监控外延工艺，提高了片内及批次间的击穿电压一致性。

特别通过对600V的VDMOS外延参数及其器件结果分析得出，用此参数来调整中间和边缘厚度及不同外延设备之间的参数，使同种参数下有效外延层厚度保持相当，则可以大大减少离散性和设备间变差。

过渡区；

击穿电压；

硅外延；

外延层厚度；

外延层电阻率；

有效外延层厚度

杨柳滨１，江素华１，郝茂盛２，李越生１

（１.复旦大学材料科学系国家微分析中心,上海200433；

２.上海蓝光科技有限公司,上海201210）

化合物半导体的组分与膜厚等是光电子器件工艺监控中的关键工艺参数，因为这些参数直接影响着器件的光学和电学等性能。

介绍了通过分光光度法和ForouhiBloomer离散方程相结合的方法测定化合物半导体薄膜折射率n与膜厚d，通过材料组分与折射率之间关系的分析进而得到化合物组分x，该结果用SIMS和XRD方法得到验证。

由于分光光度法能够快速无损地测量反射率，并且由该反射率能够更准确地测到其组分信息，因此在实际的生产在线监控和工艺改进中有良好的应用前景。

分光光度法；

ForouhiBloomer离散方程;

铝镓氦；

组分分析

李建新

（武汉软件工程职业学院光电子与通信工程系，武汉430205）

研究了哈特曼物镜自动测量的系统结构，包括哈特曼球差测量的光学系统、面阵CCD图像采集系统和光栅位移测量系统。

深入讨论了数字图像处理、测量与识别的软件设计方案，进行实验与误差分析。

关于数字图像处理、测量与识别的软件设计的讨论，有许多独到之处。

解决了系统设计所遇到的关键技术，解决如何在一维图像存储器中准确地寻找二维图像目标，找到了目标之后如何进行有关的目标计算，提高了求解的可计算性。

球差；

哈特曼；

CCD图像传感；

光栅位移；

图像处理

段锦１，王峰２，路健１，祝勇１，景文博１

（１.长春理工大学电子信息工程学院，长春130022；

２.吉林省开创电子科技有限公司，长春130023）

全自动晶片焊线机是晶片生产的关键设备之一，其视觉系统是设备的核心技术所在。

视觉系统决定了晶片的检测和定位精度。

介绍了基于机器视觉的全自动晶片焊线机的专用芯片视觉检测系统的工作原理和设计结构，着重阐述了视觉系统的软件和硬件设计过程，以及用于晶片检测定位的图像处理算法。

实验表明，系统在速度和精度上都可满足焊线生产的需求，对于自动晶片焊接设备的自动化、智能化和产业化有一定的参考意义。

自动焊线机；

视觉检测；

图像处理；

晶片检测定位

曾传滨，李晶，王显泰，海潮和，韩郑生

（中国科学院微电子研究所，北京，100029）

对传输线脉冲发生器电压探测中的振荡问题进行了研究。

通过减小电压探头的寄生电感克服了振铃问题，通过缩短电压探头和待测器件之间的传输段传输线长度降低了探头处实际承受的上冲电压，从而有效地抑制了传输线脉冲发生器电压探测中的振荡问题，提高了测试的准确性，并在国内率先制造出了波形质量达到国际先进水平的传输线脉冲发生器。

静电放电；

传输线脉冲发生器；

振铃；

上冲；

电压探测；

电压波形

陈逆，张春，王敬超

（清华大学微电子所，北京100084）

为实现单芯片的超高频读写器，提出了一种读写器基带处理器的设计方案。

设计采用了微处理器IP核在AFS600上搭建一个读写器数字基带，在原本不支持调试模式的微处理器上扩展了片上调试功能，为集成开发环境Keil开发出动态链接库实现了对数字基带的在线调试。

为实现ISO/IEC18000-6C协议，用硬件实现了收发通路原型，并在AFS600平台上完成了FPGA验证。

设计采用TSMC0.25μmEmbeddedFlash工艺完成了芯片的版图设计。

该基带处理器实现了读写器基带和标签的正常通信，为最终实现单芯片读写器创造了条件。

读写器；

ISO/IEC18000-6C；

数字基带；

在线调试

P375-基于verilog-A数控LC振荡器系统的行为级建模

周郭飞，苏厉，金德鹏，葛宁，曾烈光

（清华大学电子工程系微波与数字通信国家重点实验室，北京100084）

在全数字锁相环中数控振荡器和由ΣΔ调制器所构成的系统是一个规模很大的电路，采用传统的电路级描述难以在现有的EDA工具中仿真。

为此提出了一种基于Verilog-A语言的行为级建模方法来对系统进行仿真。

详细介绍了数控振荡器系统中各模块的建模方法，并给出了各模块建模的关键代码。

仿真结果表明对数控振荡器的行为模型不仅能提高仿真效率还能很好模拟实际系统。

该行为模型具有较好的实用性，所得结果可用于指导具体电路的设计。

数控振荡器；

ΣΔ调制器；

全数字锁相环；

Verilog-A；

关键代码；

行为级建模

赵夕彬

（中国电子科技集团公司第十三研究所，石家庄050051）

针对固态脉冲功率放大器存在脉冲波形顶降问题，从功率放大器的基本原理构成出发，对引起脉冲顶降的三个主要方面进行了分析讨论：

GaAs晶体管脉冲调制开关电路、Si微波脉冲功率晶体管自身顶降以及功率晶体管的匹配电路，通过理论推导指出了脉冲顶降产生的原因，结合设计制作固态功率放大器时常出现的脉冲顶降问题，提出了解决办法及改善途径，并通过实验进行了验证，使脉冲顶降得到了改善。

脉冲功率放大器；

微波脉冲晶体管；

调制电路；

脉冲波形顶降

杨子健，韦波，王敬松，崔千红，杨建红

（兰州大学物理学院，兰州730000）

在国内外湿度传感器研究的基础上，基于SiCMOS工艺研制出了以聚酰亚胺（PI）为感湿介质的电容型相对湿度传感器。

并对其结构进行了理论分析，仔细确定了湿度传感器的工艺步骤和版图设计。

对其测量范围、湿滞和响应时间等特性参数进行了详细的测试。

通过实验结果与模拟结果的对比分析，给出了该实验中存在的问题和改进意见，以便在今后的研究中加强这方面的工作。

湿度传感器；

聚酰亚胺；

平行板电容；

CMOS工艺；

响应时间

王志军，张春，贾晨，麦宋平，李冬梅

设计了一个人工耳蜗专用植入刺激芯片。

芯片为17个刺激电极提供精确的电流脉冲刺激，同时具有一定的数据检错能力，可以满足各种不同的语音编码算法的需要。

芯片为一数模混合电路，采用0.35μm嵌入式EEPROM工艺设计制造，使用双工作电压，高压电源12Ｖ，常压电源3.3Ｖ，芯片总面积9mm2，最大功耗小于10mW。

详细介绍了该芯片的结构和基准源、数字控制模块、压控电流源等关键模块的具体实现方式，部分模块以及芯片整体的最终测试结果。

人工耳蜗；

ASIC数模混合电路；

芯片

钱敏，曹云鹏，李文石

（苏州大学电子信息学院微电子系，江苏苏州215021）

分析了红外线遥控系统的数据编码和传输机制；

设计了基于红外线的数据发送和接收系统；

用VerilogHDL语言设计了信号编/解码核心电路，外围电路包括红外发/收器件、晶振、显示电路等；

在ModelSim6.2仿真工具中进行了仿真测试；

用XilinxISE9.1软件进行了综合、适配和FPGA器件下载测试，并用Agilent16823A逻辑分析仪进行了数据采集显示验证，结果表明该电路实现了数据发送和接收功能，符合红外遥控数据传输协议。

红外遥控；

数据通信系统；

EDA；

编／解码器；

VerilogHDL.

左高，叶敦范

（中国地质大学机械与电子信息学院，武汉430074）

设计了一种具有数据中继功能的三相数字电表。

该电表巧妙地引入了无线收发器nRF905，结合特定多功能电表通信协议，有效解决了自动抄表系统中485抄表通信成功率低、不能即连即通的问题。

电表可以在-40～80℃正常稳定地实现电参数测量和数据中继，电表通过软件校正后，其有功测量精度满足0.2、0.5S.数据中继在数字电表设计上是一个创新点,该电表有较高的实用价值和很好的应用前景。

三相数字电表；

数据中继功能；

通信协议