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栅控二极管ESD工艺优化方法研究

固体电子学研究与进展 2023年第4期43卷 366-369页

作者：贺琪赵晓松张庆东顾祥赵杨婧中国电子科技集团公司第五十八研究所江苏无锡214072 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210000

为解决通过更改器件设计来提升电路抗静电放电(ESD)能力时成本高的问题,从栅控二极管的工艺出发,研究CAN总线电路抗ESD能力提升方法。通过TCAD仿真,评估了沟道掺杂对于栅控二极管抗ESD能力的影响,发现调整ESD离子注入工艺可以优化栅控... 详细信息

为解决通过更改器件设计来提升电路抗静电放电(ESD)能力时成本高的问题,从栅控二极管的工艺出发,研究CAN总线电路抗ESD能力提升方法。通过TCAD仿真,评估了沟道掺杂对于栅控二极管抗ESD能力的影响,发现调整ESD离子注入工艺可以优化栅控二极管导通电阻,提高ESD保护窗口内的泄流能力,将电路抗ESD能力从2000 V提高到3000 V,为电路级芯片的失效问题提供了一种解决方案。

关键词：静电放电栅控二极管控制器局域网传输线脉冲绝缘层上硅

基于低损耗SOI微环谐振腔的中红外波段光频梳研究

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基于低损耗SOI微环谐振腔的中红外波段光频梳研究

作者：秦韦俊西安石油大学

学位级别：硕士

随着信息化时代的快速发展,大通信容量、高传输速率和质量的需求显得愈加迫切,光通信技术急需不断的进步和创新,而对光频梳技术的持续研究对此有重大意义。尤其在长途通信中,光学频率梳技术的应用可以使单根光纤传输的信号量增加几个数... 详细信息

随着信息化时代的快速发展,大通信容量、高传输速率和质量的需求显得愈加迫切,光通信技术急需不断的进步和创新,而对光频梳技术的持续研究对此有重大意义。尤其在长途通信中,光学频率梳技术的应用可以使单根光纤传输的信号量增加几个数量级,为光通信系统提供并行处理的光源,从而实现光纤传输信号量的扩容。高非线性硅基波导可与CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）工艺兼容,其以高集成、大容量、低成本的优势成为研究热点,本文主要以绝缘层上硅（Silicon-on-insulator,SOI）作为微环谐振腔的结构基础,实现了脊型微环谐振腔的结构设计和色散调控;基于高Q（quality factor）值SOI微环谐振腔结构,采用双色泵浦方案,模拟了中红外波段无阈值光频梳的产生,并对光频梳特性进行了理论分析;引入机器学习方法,采用前馈多层感知器模型对中红外波段光频梳特性进行回归分析和预测;在高非线性光纤中引入光反馈机制,研究光反馈对级联四波混频效应的影响,利用前馈多层感知器模型对级联四波混频的产生进行准确控制和预测。现将本论文的主要工作内容简述如下:（1）数值模拟了基于低损耗SOI微环谐振腔的中红外波段光频梳的产生。提出了一种与CMOS工艺兼容的SOI脊型波导微环谐振腔,对SOI微环谐振腔结构进行合理设计及参数优化,得到在中红外波段Q值达到1.36×10～6的低损耗微环谐振腔结构。同时对该结构进行色散调控,实现了在中红外波段具有一个零色散波长点,色散变化为4.04×10 ps/nm/km的平坦色散曲线。基于改进的LLE理论模型,在双色泵浦条件下得到了带宽达600 nm的中红外波段光频梳,并对光频梳的性能参数进行讨论分析。（2）利用机器学习方法对SOI微环谐振腔片上光频梳进行回归分析。通过求解改进的LLE方程,得到了基于SOI微环谐振腔产生的片上中红外波段光频梳的参数数据集,进一步引入前馈神经网络模型对该数据集进行训练,并实现对未包含在数据集内的泵浦参数的仿真预测。数值结果表明:将有限元方法与机器学习方法相结合的模型能够快速预测片上光频梳的性能参数,带宽（B）、频率间隔（Δf）、模式数(N)和第一个边带信号功率(P)的MSE值分别为0.013、0.0082、0.0071和0.0172,并将传统SSFM数值模拟的时间效率提升了84.8%。该研究为光频梳分析提供了新的途径。（3）采用前馈神经网络模型对基于光学反馈机制下产生的光纤级联四波混频进行准确控制和预测。将光学反馈机制引入高非线性光纤中,用于增强级联四波混频效应,并比较运用神经网络模型和传统数值仿真工作下输出光谱的特征参数。数值结果表明:光学反馈机制的引入会增强非线性光纤中级联四波混频效应,输出光谱的带宽可以增大300 nm,相应模式数也随之增加。神经网络模型的数值模拟结果与此一致,并将数值模拟的时间效率提升了81.9%。该研究对非线性光纤中级联四波混频效应的预测具有重要的意义。

关键词：绝缘层上硅中红外光学频率梳非线性效应前馈神经网络机器学习

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机械致单轴应变SOI晶圆的制备

西安电子科技大学学报 2012年第3期39卷 209-212页

作者：戴显英王琳杨程郑若川张鹤鸣郝跃西安电子科技大学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室陕西西安710071

提出了一种晶圆级单轴应变绝缘层上硅(SOI)的新方法,并阐述了其工艺原理.将直径为100mm(4英寸)的SOI晶圆片在曲率半径为0.75m的弧形弯曲台上进行机械弯曲,弯曲状态下的SOI晶圆片在250℃下进行了20h的热退火处理.对弯曲退火后SOI晶圆片... 详细信息

提出了一种晶圆级单轴应变绝缘层上硅(SOI)的新方法,并阐述了其工艺原理.将直径为100mm(4英寸)的SOI晶圆片在曲率半径为0.75m的弧形弯曲台上进行机械弯曲,弯曲状态下的SOI晶圆片在250℃下进行了20h的热退火处理.对弯曲退火后SOI晶圆片进行了拉曼光谱表征,其拉曼频移为520.3cm-1,小于体硅的典型值,拉曼频移差达到-0.3cm-1,说明弯曲退火后的SOI晶圆片发生了单轴张应变.相应的应变量计算为0.077%,高于文献报道的0.059%.

关键词：绝缘层上硅单轴应变机械弯曲弹塑性力学

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高温SOI技术的发展现状和前景

电子与封装 2022年第12期22卷 85-93页

作者：罗宁胜曹建武 CISSOID中国代表处广东深圳518118

高温绝缘层上硅(SOI)技术突破了体硅半导体器件的高温困境,已被广泛应用于石油天然气钻探、航空航天和国防装备等尖端领域。近年来,第三代宽禁带半导体功率器件已日趋成熟和普及,其中SiC器件以其先天的耐高压、耐高温等特性,与高温SOI... 详细信息

高温绝缘层上硅(SOI)技术突破了体硅半导体器件的高温困境,已被广泛应用于石油天然气钻探、航空航天和国防装备等尖端领域。近年来,第三代宽禁带半导体功率器件已日趋成熟和普及,其中SiC器件以其先天的耐高压、耐高温等特性,与高温SOI器件是非常理想的搭配,适用于原本体硅半导体功率器件难以实现或根本不能想象的应用场景,为系统应用设计者提供了全新的拓展空间。在简述体硅半导体器件高温困境的基础上,综述了高温SOI技术的发展现况,并探讨了其未来的发展方向和应用前景。

关键词：体硅绝缘层上硅 SiC 高温SOI技术

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变漂移区厚度SOI横向高压器件的优化设计

固体电子学研究与进展 2010年第1期30卷 42-46,79页

作者：郭宇锋王志功管邦虎东南大学射频与光电集成电路研究所南京210096 南京邮电大学光电工程学院南京210003 南京电子器件研究所南京210016

提出了一种耐压技术——横向变厚度VLT技术,以及基于此技术的一种高压器件结构——变厚度漂移区SOI横向高压器件,借助二维器件仿真器MEDICI,深入研究了该结构的耐压机理。结果表明,变厚度漂移区结构不但可以使横向击穿电压提高20%,纵向... 详细信息

提出了一种耐压技术——横向变厚度VLT技术,以及基于此技术的一种高压器件结构——变厚度漂移区SOI横向高压器件,借助二维器件仿真器MEDICI,深入研究了该结构的耐压机理。结果表明,变厚度漂移区结构不但可以使横向击穿电压提高20%,纵向击穿电压提高10%,而且可以使漂移区掺杂浓度提高150%～200%,从而降低漂移区电阻,使器件优值提高40%以上。进一步研究表明,对于所研究的结构,采用一阶或二阶阶梯作为线性漂移区的近似,可以降低制造成本,并且不会导致器件性能的下降。

关键词：绝缘层上硅击穿电压漂移区电阻横向变掺杂横向变厚度

多种栅结构SOI NMOS器件ESD特性研究

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固体电子学研究与进展 2013年第5期33卷 501-504页

作者：何玉娟罗宏伟肖庆中电子元器件可靠性物理及其应用技术重点实验室广州510610

研究了不同栅结构对栅接地SOI NMOS器件ESD(Electrostatic discharge,静电放电)特性的影响,结果发现环源结构的SOI NMOS器件抗ESD能力最强,而环栅结构的器件抗ESD能力最弱,其原因可能与器件有缘区面积和电流分布有关。

关键词：静电保护绝缘层上硅传输线脉冲测试栅接地N型金属-氧化层-半导体器件

栅长对SOI NMOS器件ESD特性的影响

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固体电子学研究与进展 2010年第3期30卷 350-352,452页

作者：恩云飞何玉娟罗宏伟潘金辉肖庆中西安电子科技大学微电子学院西安710071 电子元器件可靠性物理及其应用技术国防科技重点实验室广州510610 信息功能材料国家重点实验室(中国科学院上海微系统与信息技术研究所) 上海200050

采用TLP测试的方式,研究了不同栅长对栅接地SOI NMOS器件ESD(Electrostatic discharge,静电放电)特性的影响,结果发现栅长越大,维持电压VH越大,ESD二次击穿电流It2越大;其原因可能与薄硅层中的热分布有关。

关键词：静电保护绝缘层上硅传输线脉冲测试栅接地n型金属-氧化物-半导体

EM NMOST和AM PMOST组合TF SOI CMOS非门下降时间的温度模型

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Journal of Semiconductors 2006年第Z1期27卷 36-39页

作者：张海鹏魏同立冯耀兰汪沁张正璠杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018 东南大学微电子中心南京210096 东南大学微电子中心南京210096 浙江万里学院计算机科学与信息技术学院宁波315100 中国电子信息产业集团公司第24研究所重庆400060

详细介绍了EM NMOST和AM PMOST组合的TF SOI CMOS非门下降时间的温度电学模型建立过程.分别进行了27,100,150,250,250,300 ℃的非门瞬态特性实验.实验结果表明,EM NMOST和AM PMOST组合的TF SOI CMOS非门的下降时间随温度升高稍有增加,... 详细信息

详细介绍了EM NMOST和AM PMOST组合的TF SOI CMOS非门下降时间的温度电学模型建立过程.分别进行了27,100,150,250,250,300 ℃的非门瞬态特性实验.实验结果表明,EM NMOST和AM PMOST组合的TF SOI CMOS非门的下降时间随温度升高稍有增加,非常适合于高温应用.如果对其进行优化设计,有利于改善其上升-下降时间温度特性的对称性,提高其最高工作频率.

关键词：绝缘层上硅 CMOS 高温模型下降时间

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AlN薄膜室温直接键合技术

Journal of Semiconductors 2003年第2期24卷 216-220页

作者：门传玲徐政安正华吴雁军林成鲁同济大学材料学院微电子所上海200092 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050

采用离子束增强沉积技术在 10 0 mm硅片上制备大面积均匀 Al N薄膜 ,原子力显微镜 (AFM)显示其表面平整光滑 ,均方根粗糙度 (RMS)为 0 .13nm ,满足直接键合的需要 .同时 ,采用智能剥离技术成功实现了室温下 Al N与注氢硅片的直接键合 ,... 详细信息

采用离子束增强沉积技术在 10 0 mm硅片上制备大面积均匀 Al N薄膜 ,原子力显微镜 (AFM)显示其表面平整光滑 ,均方根粗糙度 (RMS)为 0 .13nm ,满足直接键合的需要 .同时 ,采用智能剥离技术成功实现了室温下 Al N与注氢硅片的直接键合 ,形成了以 Al N薄膜为埋层的 SOI结构 ,即 Al N上的硅结构 (SOAN) .用扩展电阻、卢瑟福背散射 -沟道、剖面透射电镜等技术分析了所形成的 SOAN结构 .

关键词：直接键合 A1N薄膜智能剥离绝缘层上硅离子束增强沉积