Constante de deformación piezoeléctrica
Titanato de circonato de plomo-4: 289 m/V
Titanato de circonato de plomo-5: 372 m/V
Titanato de circonato de plomo-8: 225 m/V
Constante de voltaje piezoeléctrico
Titanato de circonato de plomo-4: 2,6 micras/nm
Titanato de plomo-5 de circonio: 2,48 micras/nanómetro
Titanato de circonato de plomo-8: 2,5 Vm/N\
Artículo académico publicado por el Instituto de Microelectrónica en 1999
1.
Transistor bipolar de heterounión de potencia de microondas Ge-Si
, Jia Hongyong, Chen
China Electronics, 11, 1999.
Desarrollamos un proceso plano simple compatible con la tecnología del silicio y desarrollamos con éxito transistores bipolares de heterounión (HBT) de SiGe adecuados para aplicaciones de energía de microondas. Su ganancia actual es de 50-320 y el voltaje de ruptura del colector y emisor alcanza 28 V y 5 V respectivamente. Bajo * * * conexión del emisor y condiciones de operación Clase C, la salida de potencia de onda continua alcanza 5W y la eficiencia de conversión del colector es 63. Sobre esta base, cuando se opera a 900 M MHz, la ganancia de potencia alcanza los 7,4 dB.
Dispositivos MEMS utilizados en el campo de las comunicaciones
, Li Zhijian, Liu
Electronic Science and Technology Herald, 7, 1999
La tecnología de Sistemas Mecánicos Microelectrónicos (MEMS) tiene amplias aplicaciones en las comunicaciones del futuro. Este artículo presenta varios dispositivos MEMS utilizados en líneas de comunicación. Como microcondensadores, microinductores, microresonadores, filtros y microinterruptores y sus principales prestaciones.
Preparación de micromoldes de P-Si para matrices de microestructuras de aleación británica de vidrio depositadas mediante grabado en seco con plasma
, Liu, Tan Zhimin y Li Zhijian.
Segunda Conferencia Internacional Asia-Europa sobre Ingeniería de Superficies de Plasma, 1999.9, Beijing.
Este artículo utiliza grabado en seco con plasma para fabricar micromoldes en silicio tipo P y luego utiliza métodos electroquímicos para llenar los moldes. Se obtiene así la microestructura del Pomo metal (80 níquel, 20 hierro). La aleación bimo microestructurada, como material magnético blando, se ha utilizado ampliamente en la investigación de MEMS. Para obtener una microestructura con un tamaño lateral de 100 mm × 100 mm, primero se graba una ranura cuadrada profunda con un patrón de máscara en la oblea de silicio utilizando un método de plasma. CF4 y SF6 se mezclan como gases corrosivos. Se puede obtener un surco de 10 mm de profundidad en 10 minutos. Este proceso muestra altas tasas de grabado para silicio monocristalino. La ranura profunda se utiliza luego como molde para la electrodeposición selectiva. Para lograr la transferencia de carga entre el electrolito y los electrodos de silicio, la parte inferior de las celdas prismáticas se dopa con átomos de boro y se utiliza una abrazadera especial. De esta manera, se puede aplicar corriente continua de recubrimiento al sustrato de recubrimiento desde la parte posterior de la oblea de silicio, obteniendo así una microestructura altamente uniforme. Utilizando este método, se obtuvo con éxito la microestructura de una aleación de Bohm de alta permeabilidad magnética (1700).
Investigación sobre la producción de sensores de microaceleración biaxiales de alto rendimiento
, Liu y Li Zhijian
La Sexta Conferencia Nacional sobre Componentes y Sensores Sensibles, 1999.438 00, Pekín.
Este artículo presenta los resultados de la investigación de la combinación de tecnología de circuitos integrados y tecnología LIGA para producir sensores de microaceleración de alto rendimiento utilizando níquel metálico como material estructural en materiales a base de silicio. Debido al uso de materiales metálicos, el dispositivo puede lograr una mayor sensibilidad en un tamaño más pequeño. Se adopta una estructura especial para mantener el dispositivo en el mejor estado de amortiguación. El proceso de fabricación incluye principalmente fotolitografía con pegamento grueso, deposición de una capa de semilla de galvanoplastia, deposición electroquímica de una capa de sacrificio y exposición a rayos X.
Investigación sobre la producción de máscaras de litografía de rayos X retroalineadas
, Liu y Li Zhijian
10 Conferencia Anual Nacional sobre Haces de Electrones y Haces de Iones y Photon Beams, noviembre de 1999, Changsha, Hunan
La litografía de rayos X profundos es un método importante para fabricar estructuras MEMS de alta relación de aspecto.
Debido a la opacidad óptica de la mayoría de las películas de soporte de máscara LIGA, es difícil realizar exposiciones múltiples que requieran una alineación repetida. Resolvimos muy bien este problema utilizando máscaras de litografía de rayos X contraalineadas. Se presentan los resultados de la investigación sobre el proceso de fabricación de mascarillas. Todo el proceso incluye la deposición de nitruro de silicio, litografía UV, deposición electroquímica de absorbentes de oro, grabado de silicio en masa para formar una película de soporte, etc. Usando la máquina de exposición de doble cara Calsus, la precisión de alineación puede alcanzar los 2 mm.
Diseño de micromotor integrado optoelectrónico de silicio estructurado en mesa
Qi, Tan Zhimin, Liu y Li Zhijian.
Revista de la Universidad de Tsinghua, 39(S1), 1999.4.
Para resolver los problemas de corta vida útil y dificultad en la medición de velocidad de micromotores de vibración electrostática con estructura de brida de polo saliente, se propuso un micromotor de vibración integrado optoelectrónico con estructura de mesa. La brida de mesa de silicio monocristalino se utiliza para reemplazar la brida de silicio policristalino suspendida de 1,1 mm de espesor, que tiene las ventajas de alta resistencia mecánica, bajo coeficiente de fricción, resistencia al desgaste y sin colapso. El eje del motor también se reemplaza por un eje macizo en lugar de un eje hueco de 2 mm, lo que supera el problema de la deformación del eje debido al desgaste y la tensión. Esto prolonga enormemente la vida útil del motor. Por otro lado, el motor está integrado con un circuito fotoeléctrico de medición de velocidad, que puede medir con precisión la velocidad del motor. También puede formar un sistema de control de circuito cerrado o actuar como un helicóptero para convertirse en un verdadero sistema electrónico MEMS. El nuevo motor tiene un proceso simple, es totalmente compatible con el proceso IC y puede fabricarse en lotes.
Micromotor electrostático de silicio fotoeléctrico integrado de medición de velocidad
Qi, Hou Yi, Liu
La Sexta Conferencia Nacional sobre Componentes y Sensores Sensibles, 1999.438 00, Beijing.
Este artículo integra micromotores y fotodiodos para formar un sistema fotoeléctrico de medición de velocidad. Varios fotodiodos están integrados debajo del rotor del motor y la velocidad del motor se mide mediante los cambios en la corriente oscura y la corriente brillante de los diodos con polarización inversa. Se mejora el rango de medición de velocidad del motor y se resuelve el problema de la medición de velocidad lenta del sistema de medición de velocidad de la cámara. Además, también tiene las ventajas de pruebas convenientes, compatibilidad y precisión técnica. También se puede convertir en un cuchillo de cocina. Conviértete en un sistema MEMS de luz, maquinaria y electricidad.
Sistema microintegrado de ferroeléctrico-silicio
Li Zhijian, Ren, Liu
Acta Semiconductor, 20(3), 1999
El sistema microintegrado de silicio eléctrico Fe FSMIS es un producto de la combinación de materiales ferroeléctricos y tecnología de silicio. Tiene un valor de aplicación extremadamente importante en MEMS, memoria, etc. Este artículo presenta varios métodos de preparación importantes y varias direcciones de aplicación típicas de películas delgadas ferroeléctricas a base de silicio, y espera conocer sus perspectivas de desarrollo.
Investigación sobre micrófonos y altavoces integrados de ferroeléctrico-silicio
Ren, Liu y Li Zhijian
Revista de la Universidad de Tsinghua, 39(S1), 1999.
El propósito es sentar las bases para lograr micrófonos y altavoces integrados de alta sensibilidad. Basado en las excelentes propiedades de acoplamiento electromecánico de los ferroeléctricos de titanato de circonato de plomo (PZT), se desarrolló un micrófono y altavoz integrados de ferroeléctrico-silicio en voladizo combinando películas ferroeléctricas de PZT con tecnología de silicio. Se utilizó el modelo de diafragma dual para optimizar la estructura del diafragma PZT y se diseñó preliminarmente su flujo de proceso, lo que sentó las bases del diseño para la realización final de micrófonos y altavoces integrados. Los micrófonos y altavoces integrados de ferroeléctrico-silicio son prometedores para la entrada de voz multimedia y las comunicaciones móviles.
Tecnología de almacenamiento de información en el siglo XXI: memoria ferroeléctrica basada en silicio.
Ren, Liu y Li Zhijian
Electronic Science and Technology Herald, 9, 1999
La memoria ferroeléctrica basada en silicio integra materiales ferroeléctricos mediante tecnología de procesamiento de silicio. Un nuevo tipo de memoria en circuitos integrados semiconductores que aprovecha las ventajas de este material en el almacenamiento de información. Esta memoria emergente es una aplicación importante de los sistemas microintegrados de ferroeléctrico-silicio FSMIS y se espera que supere a las memorias semiconductoras simples en muchos aspectos, como bajo voltaje operativo, bajo consumo de energía, alta densidad de almacenamiento y excelente rendimiento de almacenamiento no volátil. una importante tecnología de almacenamiento de información en el siglo XXI.
Diseño de diafragma de micrófonos y altavoces PZT basados en silicio
Ren, Zhao Yang, Liu y Li Zhijian.
VI Conferencia Nacional sobre Componentes y Sensores Sensibles, 1999.438 00, Beijing.
Este artículo tiene como objetivo sentar las bases para la realización de micrófonos y altavoces integrados de alta sensibilidad, cuya estructura central es el diafragma voladizo PZT. Basado en las excelentes propiedades de acoplamiento electromecánico de los ferroeléctricos de titanato de circonato de plomo (PZT), se desarrolló un micrófono y altavoz integrados de ferroeléctrico-silicio en voladizo combinando películas ferroeléctricas de PZT con tecnología de silicio. El modelo de diafragma múltiple se utiliza para optimizar el diseño de la estructura del diafragma PZT, que sienta las bases del diseño para la realización final de la estructura central del micrófono y altavoz integrados.
Compensación compuesta de defectos en ZnSe tipo p
Ren, Zhu Jialin, Zhu Tianzhu, Yao
Journal of Applied Physics, 86(3), 1999
Los complejos de defectos en ZnSe dopado con nitrógeno y con arsénico se estudiaron utilizando métodos funcionales de densidad local variable discreta y modelos de conglomerados. Con base en la diferencia en las energías de formación de los dos complejos, se encontró que NSe-Zn-VSe es un compensador aceptor más efectivo en ZnSe dopado con N, mientras que AsSe-Znint es más efectivo en ZnSe dopado con As. Se determinaron el complejo NSe-Zn-NSe con un nivel de energía aceptor de 65438 ± 070 meV y el complejo NSe-NZn con un nivel de energía donante de 88 meV. Se confirmó el concepto de estado donante de n moléculas.
Integración monolítica del detector de infrarrojos HIP y el circuito de lectura MOS de silicio
Wang y Chen
Revista de la Universidad de Tsinghua, 39(S1), 1999.
Para demostrar la posibilidad de integración monolítica de detectores infrarrojos P -Gex/Si1-x/P-Si HIP y circuitos de lectura MOS de silicio, P -Gex/Si 1-x/P- El proceso Se propone la compatibilidad del detector infrarrojo costero Si HIP y el circuito de lectura CMOS de silicio. El detector infrarrojo P-Gex/Si1-x/P-Si HIP y el chip de prueba integrado monolítico del circuito de interruptor de lectura NMOS se desarrollaron con éxito utilizando el proceso NMOS de silicio de 3 mm. A 77K, la tasa de detección de cuerpo negro del dispositivo P-Gex/Si1-x/P-Si HIP sin cavidad dieléctrica y película antirreflectante cultivada mediante el método de epitaxia de haz molecular (MBE) alcanza 11 mm Hz 1/2. W-1.
Segundo estudio de espectrometría de masas de iones de la interfaz Cr-AlN
Yue Ruifeng
Journal of Analysis and Testing, 18(3), 1999.
Se depositó una película de Cr de 200 nm de espesor sobre un sustrato cerámico de AlN pulido a 200 °C mediante evaporación por haz de electrones y recocido en alto vacío. La muestra se analizó en profundidad utilizando la tecnología MCs-SIMS (detección de iones secundarios de tipo MC bajo bombardeo de iones primarios de Cs) y se proporcionó la relación entre la distribución de los componentes de la interfaz y la temperatura y el tiempo de recocido. Los resultados muestran que la tecnología MCs-SIMS es un método eficaz para estudiar la difusión y reacción de las interfaces cermet.
Discusión sobre el comportamiento de oxidación térmica de sustratos cerámicos de AlN en el aire
Wang Yanyue Ruifeng
Applied Surface Science, (148), 1999
El comportamiento de oxidación inicial de sustratos cerámicos de AlN después del recocido en aire a 850-1100 °C se estudió mediante espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS) y difracción de rayos X (DRX). Los resultados muestran que hay una fina capa rica en oxígeno en la superficie del sustrato cerámico de AlN no recocido. En condiciones de recocido de 10 minutos, a medida que aumenta la temperatura de recocido, la capa rica en oxígeno se espesa rápidamente. Después de recocido a 1100°C durante 20 minutos, se formó una capa continua de óxido sobre la superficie del sustrato cerámico de AlN. Finalmente, combinado con la termodinámica química, se discutió el mecanismo de oxidación inicial de la superficie del sustrato cerámico de AlN.
Estudios SIMS y XRD sobre sustratos cerámicos de nitruro de aluminio y mullita
Yue Ruifeng
Silicate Bulletin, (4), 1999
p>Se utilizaron espectrometría de masas de segundos iones (SIMS) y difracción de rayos X (XRD) para estudiar la composición de fases y la composición de sustratos de AlN con Dy2O3 y CaO como aditivos y sustratos cerámicos de mullita con cordierita y BaCO3 como aditivos para la composición de superficies de envases electrónicos. , especialmente las impurezas superficiales, y la oxidación térmica de superficies de AlN se analizan utilizando SIMS.
Los resultados muestran que las superficies de las cerámicas de AlN y mullita están contaminadas en diversos grados por elementos impuros como litio, carbono, flúor, sodio, potasio, cloro, titanio y rubidio. Hay una capa rica en oxígeno en la superficie del AlN, que se ensancha significativamente después del recocido a 850°C durante 10 minutos en el aire.
Estudio SIMS, RBS y XRD de la reacción de la interfaz Ti/AlN
Wang Yanyue Ruifeng
Análisis de superficie e interfaz, 27(2), 1999
Se depositó una película de Ti de 200 nm de espesor sobre un sustrato cerámico de AlN pulido a 200 °C mediante evaporación por haz de electrones y se recoció en alto vacío. Se utilizaron espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS), espectroscopia de retrodispersión de Rutherford (RBS) y análisis de difracción de rayos X (XRD) para estudiar la reacción de la interfaz en fase sólida de Ti y AlN en el rango de 200 ~ 850 °C, y la interfaz A los componentes se les dio la distribución en función de la temperatura y el tiempo de recocido. Se encontraron aluminuros ternarios en la zona de interfaz y se observó el proceso de formación y desarrollo de aluminuros. Se señala que el aluminuro consiste en un compuesto binario de titanio-aluminio y un compuesto ternario de titanio-aluminio-nitrógeno. Finalmente, los resultados experimentales se explicaron utilizando la teoría termodinámica.
Investigación y diseño de un nuevo tipo de sensor de presión integrado con estructura de doble puente
Yue Ruifeng, Liu y Li Zhijian
La Sexta Conferencia Nacional sobre Sensibilidad Componentes y sensores, 1999.438 00, Beijing.
Basado en el análisis de elementos finitos de la distribución de tensiones de la estructura de la copa de silicio, se diseñaron dos nuevos sensores de presión integrados con estructura de doble puente. Entre ellos, el puente piezoresistivo está ubicado en el área de alta tensión del diafragma, y el puente de compensación está ubicado en la diagonal del diafragma o en el área de silicio en masa gradualmente engrosada cerca del diafragma. Se concentran las cuatro resistencias que constituyen cada puente. en la misma zona. Restar las señales de salida del puente piezorresistivo y del puente de compensación puede reducir significativamente la desviación y la deriva de temperatura del sensor de presión. El sensor de presión también está equipado con un circuito de procesamiento de señales en chip y utiliza tecnología PMOS para lograr una fabricación integrada.
Investigación sobre redes neuronales difusas y su implementación VLSI
Chen, Jin Dongming, Li Zhijian
Actas de la 11ª Conferencia Nacional sobre Circuitos Integrados y Materiales de Silicio, 1999,9, Dalián.
Para superar las deficiencias de la lógica difusa y las redes neuronales, las redes neuronales difusas se han convertido en una de las áreas de investigación más candentes. Este artículo revisa la propuesta y el desarrollo de redes neuronales difusas y analiza dos métodos y resultados principales de la investigación de modelos: uno se denomina sistema de lógica difusa basado en redes neuronales y el otro se denomina red neuronal difusa. La implementación VLSI de redes neuronales difusas es un tema relativamente nuevo. Este artículo presenta primero la implementación VLSI de redes neuronales y lógica difusa, y luego analiza los resultados de la investigación y el desarrollo de la implementación VLSI de redes neuronales difusas.
Desarrollo de un controlador difuso práctico
Wang Chun, Jin Dongming
Revista de la Universidad de Tsinghua, 39(S1), 1999.
Con el objetivo de resolver el problema de control de bolas metálicas suspendidas en campos magnéticos, se diseña un controlador difuso de nueve reglas, de doble entrada y única salida. El controlador adopta un nuevo método difuso y desenfocado, que supera la pérdida de información causada por calificar cantidades precisas en los métodos difusos habituales. Los resultados de la simulación muestran que este método tiene las características de un tiempo de transición corto, un pequeño exceso y una buena estabilidad. Se diseña un circuito CMOS en modo actual, utilizando un proceso CMOS mejorado. Los resultados muestran que el circuito cumple bien con los requisitos de diseño. Todo el circuito cuenta con cerca de 300 transistores MOS, con un área de 1,1 mm2 y un consumo de energía de 10,7mw.
Diseño de chip controlador de lógica difusa programable
Shen Jie, Jin Dongming, Li Zhijian
Acta Electronica, 27(8), 1999
Este artículo propone un controlador de lógica difusa programable universal (PFLC) implementado con circuitos analógicos. Para un objeto de control con dos variables de entrada y una variable de salida, se permiten 81 reglas de control. El controlador está compuesto por dispositivos CMOS de múltiples valores en modo actual y se fabrica mediante un proceso CMOS estándar de 2 mm. PFLC tiene una conveniente interfaz de entrada/salida y su proceso de inferencia difusa es paralelo, se completa una vez por ciclo de reloj y la frecuencia máxima de reloj puede alcanzar 1MHz.
Resistencia equivalente de transistores MOS duales*
Shen Jie, Jin Dongming, Li Zhijian
Revista de la Universidad de Tsinghua, 39(S1), 1999.
Puedes utilizar dos transistores MOS con sus terminales de fuente conectados a tierra y sus terminales de drenaje conectados entre sí para formar una resistencia equivalente, de modo que puedan funcionar en la región saturada y en la región no saturada respectivamente. La función de la resistencia es utilizar dispositivos activos realizados. Los resultados de la simulación y las pruebas muestran que cuando el voltaje de funcionamiento está en el rango de 1 ~ 4 V, el cambio de resistencia está dentro de 5. De hecho, la resistencia de los tubos MOS duales complementa y mejora la resistencia del área del tubo MOS único. La estructura es simple, la resistencia oscila entre 1 kW y decenas de kW y es fácil de ajustar. Está fabricado con tecnología CMOS estándar.
Progreso de la investigación de materiales Si1-xGex y dispositivos bipolares
Jia Hongyong, Sun Zimin, Chen,
Semiconductor Information, 36(3), 1999 p>
Los materiales Si1-xGex tienen muchas propiedades excelentes y las capas epitaxiales tensas de alta calidad pueden introducir el concepto de ingeniería de bandas en los dispositivos del Grupo IV. El transistor bipolar de heterounión (HBT) de base epitaxial Si1-xGex logra un rendimiento excelente y tiene la ventaja de ser compatible con procesos de silicio. La tecnología BiCMOS integrada con Si1-xGex y Si ha logrado grandes avances y ha alcanzado el nivel de aplicación industrial. El desarrollo del proceso Si1-xGex y el aumento de la velocidad del circuito también han promovido el progreso de los circuitos integrados de microondas y han aumentado la banda de frecuencia de aplicación de Si MMIC. A juzgar por el estado de desarrollo actual, ha llegado a la etapa de ser ampliamente utilizado en comunicaciones por radiofrecuencia (RF).
Tecnología Si1-xGex HBT: un recién llegado en RF y microondas
Jia Hongyong, Chen, Qian Peixin
Diseño de circuitos integrados, (8), 1999
Este artículo revisa el desarrollo de materiales y dispositivos Si1-xGex en los últimos años, y presenta su aplicación en circuitos de microondas. El transistor bipolar de heterounión (HBT) de base epitaxial Si1-xGex ha promovido el progreso de los circuitos integrados de microondas y ha aumentado la banda de frecuencia de aplicación de Si MMIC con su excelente rendimiento y compatibilidad con la tecnología de silicio. A juzgar por el estado de desarrollo actual, ha llegado a la etapa de ser ampliamente utilizado en comunicaciones por radiofrecuencia (RF).
Investigación sobre el proceso de epitaxia en fase de vapor químico de vacío ultraalto SiGe/Si
Jin Xiaojun, Jia Hongyong, Qian Wei, Han Yong, Lin, Chen, Qian Peixin.
Revista de la Universidad de Tsinghua, 39(S1), 1999.
Para desarrollar dispositivos de heterounión Si1-xGex/Si de alto rendimiento y cultivar materiales tensos de Si1-xGex adecuados para aplicaciones de dispositivos, utilizamos la deposición química de vapor de vacío ultraalto (UHV/CVD) de desarrollo propio. equipo, se estudió el proceso de crecimiento heteroepitaxial Si1-xGex/Si. Se estudiaron la tasa de crecimiento y la composición de Si1-xGex en función del caudal de GeH4. Los resultados experimentales muestran que la tasa de crecimiento de Si1-xGex aumenta significativamente con el aumento del caudal de GeH4, y el componente de Ge en la capa epitaxial es aproximadamente 2,5 veces la concentración de GeH4 en la fase gaseosa. Se propone un modelo cinético de crecimiento simple para explicar la relación composición versus flujo. Los resultados de la espectroscopia Raman indican que la capa epitaxial está completamente tensa. Los diodos fabricados con este material funcionan bien.
Diseño y fabricación de un nuevo tipo de sensor de microaceleración de silicio
Li, Liu, Yang Jingming
Revista de la Universidad de Tsinghua, 39(S1), 1999.
Este artículo estudia un nuevo tipo de sensor de microaceleración de silicio resonante, diseña su estructura y proceso, y produce una serie de dispositivos con diferentes estructuras y tamaños. El sensor de aceleración y la viga de soporte crean simultáneamente un haz resonante para detectar señales, y la salida de señal se obtiene utilizando el método de accionamiento térmico por resistencia y detección síncrona de puente piezoresistivo. El diseño adopta tecnología de detección piezoresistiva y tecnología de micromecanizado de silicio a granel. Tiene las ventajas de alta resolución, alta estabilidad gracias al principio de resonancia y fácil integración con circuitos de procesamiento de señales, logrando un alto rendimiento del dispositivo a bajo costo.
Su tamaño estructural varía de 3 mm × 4 mm a 6 mm × 6 mm.
El impacto del efecto de cuantificación en las características por debajo del umbral del MOSFET submicrónico profundo
, Liu, Li Zhijian
Revista de la Universidad de Tsinghua, 39(S1), 1999.
Este artículo establece los modelos de distribución de portadores de mecánica cuántica y clásica de la región subumbral de MOSFET resolviendo la ecuación de Schrödinger bajo la aproximación de barrera triangular y aplicando la estadística de Fermi. Este artículo propone que la definición de voltaje de encendido es adecuada para la teoría de la mecánica cuántica, y luego se calcula la distribución de la portadora y la corriente de la región subumbral bajo la teoría clásica y la teoría de la mecánica cuántica. Por primera vez, se calcula el impacto del efecto de cuantificación en el. Se estudian sistemáticamente las características de la región subumbral de MOSFET submicrónicos profundos. Los resultados de los cálculos muestran que a altas concentraciones de dopaje de sustrato, el efecto de cuantificación conduce a una disminución significativa en la concentración de portadores y la corriente por debajo del umbral, y un aumento en el voltaje de encendido, pero no tiene un impacto significativo en el factor de pendiente por debajo del umbral. El trabajo de este artículo muestra que la influencia de los efectos de cuantificación debe considerarse en el modelado y diseño de dispositivos de características subumbrales de dispositivos MOSFET submicrónicos profundos.
Modelo modificado del efecto mecánico cuántico del voltaje de encendido de dispositivos MOS con estructura de subbandas múltiples
, Liu, Li Zhijian
Acta Semiconductor, 20(3) , 1999
p>A medida que aumenta la concentración del sustrato y disminuye el espesor de la capa de óxido de la puerta, la influencia de los efectos de la mecánica cuántica en las características de los MOSFET submicrónicos profundos se vuelve cada vez más evidente. Los resultados experimentales muestran que los efectos de la mecánica cuántica pueden provocar desviaciones significativas en el voltaje de encendido. Este artículo verifica la exactitud de la aproximación de barrera triangular del efecto mecánico cuántico en la región de inversión débil de la estructura MOS comparando la solución numérica de la ecuación de Schrödinger bajo la barrera parabólica y la solución analítica bajo la barrera triangular. Mediante el cálculo de la estructura de subbanda de la capa cuantificada en la región de inversión débil, se proponen los conceptos de densidad de estado efectiva cuantificada y densidad de estado efectiva clásica, se analiza la distribución de portadoras en la subbanda y la influencia de los efectos de la mecánica cuántica en el giro. -Se discute el voltaje. Sobre esta base, se proporciona un modelo modificado de mecánica cuántica del voltaje de encendido. El modelo revela con precisión la naturaleza física de los efectos de la mecánica cuántica que afectan el voltaje de encendido y proporciona resultados consistentes con los datos experimentales.
Discusión sobre la consistencia global de la movilidad de la capa de inversión MOSFET
, Liu, Li Zhijian
IEEE Trans. Editor, 146(9), 1999
En la investigación existente sobre las características uniformes globales de la movilidad del portador en la capa de inversión de MOSFET [1-4], existen algunos problemas relacionados con el dopaje del canal no uniforme. situación. Las conclusiones son claramente inconsistentes. Al estudiar cuidadosamente los datos en la literatura [1] y el método de extracción de parámetros en la literatura [2], encontramos que esta inconsistencia se debe simplemente a que la definición de carga de la capa de agotamiento en la literatura [1] es diferente de otras literaturas. Al mismo tiempo, encontramos que el método de extracción de parámetros de datos experimentales en la literatura [2] no es aplicable. La investigación de este artículo muestra que en el caso de un canal no dopado, la movilidad de la corriente tiene la misma ley que la de un canal uniformemente dopado.
Densidad del estado efectivo de la superficie y su aplicación en el modelado de estructuras MOS
, Liu, Li Zhijian
Se registró la 11ª Conferencia Nacional sobre Circuitos Integrados y Materiales de Silicio, 1999.9 , Dalián.
Basado en las características de distribución de los portadores en la capa de inversión de la estructura MOS, se propuso el concepto de densidad efectiva de superficie (SLED OS). Basado en el concepto de densidad de estado efectivo superficial, se estableció un modelo de distribución de carga bajo el marco teórico clásico y el marco de la mecánica cuántica. Este modelo introduce un método iterativo eficiente con alta eficiencia computacional y gran estabilidad. Con base en este modelo, se estudió la influencia del efecto de cuantificación sobre la concentración de portadores y el potencial de superficie de la capa de inversión. Además, utilizando el concepto de SLEDOS, se estableció un modelo modificado del efecto de cuantificación del voltaje de encendido.
La influencia del efecto de cuantificación en la concentración de portadores de la capa de inversión de la estructura MOS a diferentes temperaturas
, Liu, Li Zhijian
El 11º Circuito Integrado Nacional y Actas de la conferencia sobre materiales de silicio, 1999.9, Dalian.
Los dispositivos MOS de baja temperatura han atraído mucha atención debido a su alta movilidad inherente y sus características superiores por debajo del umbral. El efecto de cuantificación tendrá un impacto significativo en la concentración de la portadora y el voltaje de encendido de la capa de inversión MOSFET.
Este artículo estudia sistemáticamente por primera vez el impacto de los efectos de cuantificación en la concentración de portadores de la capa de inversión de estructuras MOS a diferentes temperaturas. En un amplio rango de temperatura (77K ~ 400K) y un amplio rango de concentración de dopaje de sustrato (1016cm-3 ~ 1018cm-3), se calculó la concentración del portador de la capa de inversión bajo la distribución teórica clásica y la distribución teórica cuántica en relación con el voltaje de la puerta. Los resultados de los cálculos muestran que a medida que disminuye la temperatura, el impacto del efecto de cuantificación en la concentración de portadores aumentará significativamente. Durante el cálculo, se descubrió que después de tener en cuenta el efecto de cuantificación, el dispositivo MOS aún puede mantener excelentes características por debajo del umbral a bajas temperaturas. En la región de inversión débil, el efecto de cuantificación tiene un mayor impacto en la concentración de portadora.
Estudio comparativo sobre el voltaje de encendido de dispositivos MOSFET modernos
, Liu y Li Zhijian
Actas de la XI Conferencia Nacional sobre Circuitos Integrados y Silicio Materiales, 1999,9, Dalian.
Los dispositivos dopados no uniformemente se han convertido en una de las estructuras esenciales en el diseño de estructuras de dispositivos MOSFET debido a su buen efecto de canal corto. La influencia de la distribución de impurezas del canal sobre el voltaje de encendido es muy importante. Este artículo propone los conceptos de voltaje de encendido por inversión fuerte de superficie y voltaje de encendido de concentración de portadora constante para dispositivos MOSFET con dopaje de sustrato desigual, y verifica la equivalencia de estas dos definiciones basándose en soluciones numéricas. Luego, se compararon y estudiaron sistemáticamente los voltajes de encendido de tres dispositivos típicos dopados con canales con distribución uniforme de impurezas de sustrato, distribución escalonada y distribución gaussiana. La estructura de cálculo verifica el efecto de la estructura de distribución de impurezas escalonada en la reducción del voltaje de encendido, y las características de la estructura de dopaje no uniforme en la reducción del voltaje de encendido en comparación con la estructura de dopado uniforme. Los resultados del cálculo muestran que para la estructura escalonada, cuando el ancho de la región de bajo dopaje es menor que el espesor de la capa de agotamiento, el espesor de la capa de agotamiento es básicamente independiente del ancho de la región de bajo dopaje. Al mismo tiempo, se proporciona un modelo analítico para el voltaje de encendido de dispositivos MOS adecuados para la distribución escalonada de impurezas.
Investigación sobre un sistema integrado de control de microflujo
Pang, Liu y Li Zhijian
La Sexta Conferencia Nacional sobre Componentes y Sensores Sensibles, 1999.438 00, Beijing .
Los sistemas de control de microflujo miniaturizados e integrados que combinan dispositivos de control de microflujo con sensores de microflujo y circuitos de control y procesamiento de señales relacionados se han convertido en uno de los puntos calientes en la investigación de MEMS. Se presentan la estructura, el principio de funcionamiento y el proceso de fabricación del sistema de control de microflujo integrado. Los resultados de las pruebas muestran que el sistema tiene un proceso de fabricación simple y es totalmente compatible con el proceso MOS estándar, sentando las bases para la aplicación práctica de sistemas de control de microflujo.
Investigación sobre las características de control de microflujo de la bomba de microflujo
Pang, Liu y Li Zhijian
Actas de la XI Conferencia Nacional sobre Circuitos Integrados y Materiales de Silicio, 1999.9, Dalian.
La bomba de microflujo es un microactuador típico y tiene amplias perspectivas de aplicación en los campos de la medicina, la química, la bioingeniería y la ingeniería electrónica. Diferentes aplicaciones tienen diferentes requisitos para el control de flujo de bombas de microflujo. Entre ellas, la aplicación de sistemas de análisis químico requiere bombas de microflujo para lograr un microflujo estable y controlable. Por lo tanto, es necesario realizar una investigación en profundidad sobre las características de control de flujo de las bombas de microflujo. Se han desarrollado bombas de microflujo que funcionan en una variedad de modos de conducción [1-7]. Entre ellas, el modo de conducción bimetálico de aluminio-silicio se ha estudiado en profundidad debido a su proceso de fabricación simple y su fácil integración con los circuitos [8]. Este artículo estudia las características de control de flujo de la bomba de microflujo impulsada bimetálica de aluminio-silicio, especialmente las características de control de microflujo. Los resultados de los análisis y las pruebas muestran que entre varios factores de control, la frecuencia es el mejor método de control de microflujo.
Diseño y producción de microacelerómetro resonante
Li, Liu, Yang Jingming
VI Conferencia Nacional sobre Componentes y Sensores Sensibles, 1999.438 00, Beijing.
Se informa sobre el diseño y fabricación de un nuevo tipo de sensor de microaceleración resonante con estructura de silicio en masa. El dispositivo utiliza excitación térmica actual y detección síncrona de puente piezoresistivo para obtener la salida de señal. Su estructura sensible adopta una forma de soporte de cuatro esquinas altamente simétrica y se forman cuatro haces resonantes entre los cuatro lados del bloque de masa y el marco de soporte para la detección de señales. El sensor de aceleración utiliza una estructura de silicio de tres capas, todas fabricadas mediante tecnología de micromecanizado de silicio.
La muestra del chip fue empaquetada y probada, y se proporcionaron los resultados de la prueba de rendimiento del resonador.
Un nuevo tipo de sensor de aceleración piezorresistivo
Li, Liu, Yang Jingming
Actas de la XI Conferencia Nacional sobre Circuitos Integrados y Materiales de Silicio, 1999.9, Dalian .
Este artículo analiza y compara las diferentes estructuras de los sensores de aceleración piezoresistivos. Se obtiene la distribución de concentración de tensiones de estructuras sensibles en el campo de aceleración y se dan los criterios de diseño de optimización. Sobre esta base se diseñó un puente sensible a la presión y se propuso una nueva estructura con soporte de cuatro lados de alto rendimiento. El sensor de aceleración desarrollado con éxito fue empaquetado y probado, lo que demostró que su rendimiento era bueno.
Investigación sobre diseño óptimo y procesos compatibles en sistemas de microbombas integradas de silicio
Pang, Liu y Li Zhijian
Revista de la Universidad de Tsinghua, 39(S1), 1999 .
Se presentan el principio de funcionamiento, la optimización estructural, el diseño de circuitos, el proceso de fabricación y los resultados experimentales preliminares de un nuevo sistema de microbomba integrada de silicio. El sistema tiene una estructura de tres piezas, dos de las cuales están formadas utilizando tecnología de micromecanizado de silicio a granel y la otra es una estructura de accionamiento bimetálica integrada de aluminio y silicio. Los parámetros estructurales de la estructura motriz están optimizados para mejorar la eficiencia del trabajo. De acuerdo con las características del proceso de fabricación de la estructura de transmisión bimetálica de aluminio y silicio, el sensor de microflujo y el circuito de procesamiento de señales se integran en la estructura de transmisión para lograr la integración del sistema. El proceso de fabricación del sistema integrado es sencillo y el proceso de micromecanizado utilizado es totalmente compatible con el proceso MOS estándar. Las dimensiones totales de la microbomba integrada son 6 mm × 6 mm × 1 mm, la contrapresión de salida máxima es de 10 kPa y el caudal máximo puede alcanzar los 44 ml/min.