金属互连电迁移噪声的分形特征

为了研究金属互连电迁移失效机理并寻找新的电迁移表征参量，应用分形理论，通过电子扩散轨迹分形维数，将电迁移噪声时间序列分形维数与晶粒间界分形维数相联系，确定了噪声时间序列分形维数在电迁移演变中的变化趋势.研究结果表明，在金属互连电迁移前期，晶粒间界形貌越来越复杂，致使噪声时间序列的分形维数逐渐增大；成核后，由于空位凝聚成空洞，晶粒间界形貌变得较成核前规则，致使噪声时间序列的分形维数减小；成核时刻是其折点.实验结果证明理论分析的正确性，噪声时间序列的分形维数可望作为金属互连电迁演变的表征参量.     

超大规模集成电路互连电迁移自由体积电阻模型

将晶核析出的Avrami 方程应用于描述超大规模集成电路中金属Al薄膜互连电迁移过程中电阻的演变. 根据电子散射理论，晶界电阻主要起源于晶界处空位或者空洞对电子的散射. 为了描述这些离子的特征，引入了自由体积的概念，将晶界处电子散射这个复杂的过程简化用自由体积的有效散射截面来描述，从而建立了自由体积与电阻变化的定量关系，统一描述了电迁移过程中不同阶段的电阻变化. 数值模拟结果表明，在第一个空洞成核时刻电阻会发生急剧变化，这一结果已被实验所证实. 关键词： 电迁移 Al互连 电阻变化     

金属互连电迁移噪声的非高斯性模型研究

根据电子散射理论,多晶互连中,电阻主要起源于晶界处空位与空洞对电子的散射作用.通过引入自由体积的概念,模拟了晶界处电子的散射过程,建立了基于自由体积的噪声非高斯性表征模型.该模型表明,电迁移前期的噪声信号以高斯噪声为主,随电迁移过程将发生噪声信号从高斯性向非高斯性的突变,表明噪声产生机制发生了转变,并通过双相干系数对信号的非高斯性进行了定量表征.最终,通过实验初步证明了理论结果的正确性.     

金属氧化物半导体场效应管热载流子退化的1/fγ噪声相关性研究

研究了金属氧化物半导体(MOS)器件在高、中、低三种栅压应力下的热载流子退化效应及其1/fγ噪声特性.基于Si/SiO2界面缺陷氧化层陷阱和界面陷阱的形成理论,结合MOS器件1/f噪声产生机制,并用双声子发射模型模拟了栅氧化层缺陷波函数与器件沟道自由载流子波函数及其相互作用产生能级跃迁、交换载流子的具体过程.建立了热载流子效应、材料缺陷与电参量、噪声之间的统一物理模型.还提出了用噪声参数Sfγ表征高、中、低三种栅应力下金属氧化物半导体场效应管抗热载流子损伤能力的方法.根据热载流子对噪声影响的物理机制设计了实验并验证这个模型.实验结果与模型符合良好.     

金属互连电迁移噪声的相关维数研究

针对金属铝互连中噪声信号随电迁移过程变化规律及其所反映的内部失效机理问题，提出将相关维数用于对电迁移噪声时间序列的分析.通过对互连电迁移噪声实验数据的相关维数计算，发现随着电迁移的进行，金属铝互连噪声由随机性成分占主导变为确定性成分占主导，反映出噪声由随机信号转变为混沌动力学信号.应用散射理论解释上述现象，在金属互连电迁移中，空位扩散阶段噪声主要产生机制是空位随机散射；在空位聚集到空洞成核这一过程中，噪声产生机制逐渐从随机散射转变到弹道混沌腔输运机制为主.通过与传统表征参量的对比，证明相关维数可用于预测金 关键词： 电迁移 噪声 相关维数 混沌     

宽范围偏置电流下的GaAlAs红外发光二极管1/f噪声特性

在宽范围偏置条件下,测量了GaAlAs红外发光二极管(IRLED)的低频噪声,发现1/f噪声幅值与偏置电流的γ次方成正比,在小电流区,γ≈1,在大电流区γ≈2.基于载流子数涨落和迁移率涨落机制建立了一个GaAlAs IRLED 1/f噪声模型,该模型的分析表明,低电流区GaAlAs IRLED的1/f噪声源于体陷阱对载流子俘获和发射导致的扩散电流涨落,高电流区的1/f噪声源于结空间电荷区附近氧化层陷阱对该处表面势的调制而引起载流子表面复合速率的涨落.该研究结果为1/f噪声表征GaAlAs IRLED的可靠性提供了实验基础与理论依据.     

金属互连电迁移噪声的多尺度熵复杂度分析

针对传统频域方法用于分析金属铝互连中的噪声信号的局限性,本文采用多尺度熵方法分析电迁移噪声时间序列.结果表明在电迁移早期,噪声信号较不规律,复杂度较大;随空洞成核的发生,噪声信号规律性增强,复杂度明显减小,反映出随电迁移过程的进行系统的混乱度不断减小.通过与传统表征参量的对比,证明多尺度熵能够对电迁移失效过程进行表征. 关键词： 电迁移 噪声 多尺度熵 复杂度     

金属1/f噪声理论

本文对已有四十多年实验观察历史的金属中的1/f噪声现象提出了新的物理机制:金属中局域电子的带有红外发散的扩散迁移引起1/f噪声。本文基于低频涨落、耗散、弛豫的普适理论建立了非马尔科夫扩散方程,由此求得的噪声谱能解释1/f噪声的四个基本特征,并在参数合理取值的情况下和实验结果符合得较好。本文还对已有理论等做了若干讨论。 关键词：     

超巨磁电阻材料Pr2/3Sr1/3MnO3薄膜输运性质的研究

对1/f噪声缺口的超巨磁电阻Pr2/3Sr1/3MnO3薄膜样品从10K到室温的热电势值进行了测量,热电势为负值,低温下随温度线性变化,表现为金属扩散热电势,在150K开始急剧减小,过渡到与温度T成反比的变化关系,与小极化子模型相符.结合在电阻极大温度附近对电阻和1/f噪声行为的讨论,对于发生在电阻极大温度附近的相变过程,结果支持源于相分离的渝渗模型.     

1/f噪声及其在二维材料石墨烯中的研究进展

1/f噪声具有丰富的物理内涵,既是科学研究的量化工具,也是电子器件重要性能指标.本文从通用数学形式和物理背景两个方面归纳总结1/f噪声模型.首先介绍了基于马尔可夫过程和基于扩散过程的1/f噪声通用数学模型.在此基础上,溯源1/f噪声物理模型的发展历程,总结五类典型物理模型,包括Mc Whorter模型、Hooge模型、Voss-Clarker模型、Dutta-Horn模型、干涉模型以及Hung统一模型.二维材料石墨烯让1/f噪声研究重归学术热点,本文梳理了当前石墨烯1/f噪声研究中形成的共识性研究成果,提出石墨烯低频噪声研究的三层次分类分析模型,分析了不同层面噪声机理研究代表性成果,归纳总结了各层面可能的主导机制.通过比较不同团队报道的石墨烯1/f噪声栅极调控特征谱型及测试条件,分析了复杂多变栅控谱型形成原因.基于分析结论,为避免非本征噪声干扰,提出了石墨烯本征背景1/f噪声规范性测量方案,为厘清和揭示石墨烯1/f噪声机制及特性探索可行技术途径.     

激光照射下石英玻璃的损伤机理研究

 提出了缺陷态电子的光吸收和价电子的双光子吸收是石英玻璃在紫外光激光照射下产生导带电子的两种重要机制的观点。在此基础上计算了石英玻璃的加热损伤阈值,并与实验结果进行了比较。给出了提高石英玻璃损伤阈值的方法。     

微量硼掺杂非晶硅的瞬态光电导衰退及其光致变化

利用EG&G的瞬态分析测试仪对微量硼掺杂的高氢稀释非晶硅薄膜的瞬态光电导作了测量,并研究了长时间曝光处理对瞬态光电导的影响.发现薄膜的瞬态光电导衰退可以用双指数函数来拟合,说明在样品的光电导衰退过程中有两种陷阱在起作用,估算了陷阱能级的位置.曝光处理后样品的光电导和暗电导不仅没有下降,而且还有所上升,薄膜的光敏性有所改善.很可能曝光过程引起了硼受主的退激活,导致费米能级向导带边移动,使有效的复合中心减少,样品的光电导上升. 关键词： 非晶硅 瞬态 光电导 光致变化     

主脉冲参数和入射条件变化对等离子体状态的影响

 用一维非平衡辐射流体力学程序,计算和分析了主脉冲激光斜入射与预脉冲垂直入射耦合作用锗靶介质的等离子体状态和激光增益区。研究表明,主脉冲以40°斜入射与其垂直入射相比,在相同靶面功率密度下,电子、离子温度、等离子体烧蚀深度下降约10%。在相同的靶面总能量下,40°斜入射电子温度下降约15%～20%。采用主激光斜入射时间延迟技术,这种下降差别还会更小,能量吸收效率会更高,激光增益区更大。     

孤子和辐射场的非线性相互作用

利用穿衣服的方法推导出了在纯辐射场情况下Jost函数对的显式,由此得到了孤子与辐射场相互作用的解析表达式,发现脉冲在传输过程中,由于受到辐射场的作用,其振幅的演化在传播方向上是按照幂指数的负的平方根的规律衰减,并且将最终演化成一个类孤子的形式,且阐明了因子γ对光脉冲输出的光谱特性将会产生重要影响;并对辐射场的存在对类孤子演化的动力学行为作了分析. 关键词： 穿衣服方法 类孤子 孤子 辐射场     

激光束照射下轴压圆柱薄壳热屈曲数值分析

 针对激光束照射下承受轴压作用的圆柱薄壳,实现了材料参数(弹性模量E，泊桑比μ、线膨胀系数α)随温度变化情况下热屈曲破坏有限元数值分析。数值计算结果表明,激光照射区域产生的热应力和材料软化将导致处于正常工作状态的轴压圆柱壳发生灾难性的热屈曲破坏。     

无规位相板靶面均匀辐照光学系统研究

 为了探讨用无规位相板实现靶面均匀辐照光学系统的特点,首次进行了靶面在离焦情况下辐照均匀性的实验研究。实验结果表明:靶面在聚焦透镜焦面前后较大范围内均可得到均匀辐照,靶面上光强起伏的平均峰间距小于8μm。     

在具有强非线性效应的离子晶体中光脉冲传播的孤立子特性

从理论上研究了原胞内存在强离子间非线性相互作用的离子晶体,得出光脉冲在其中的传播具有孤立子特性,并分析了当非线性系数g分别为大于0与小于0时形成的亮孤立子与暗孤立子的具体特征.研究表明,不论非线性系数g取正值还是负值,在纵光学模声子频率ωLO以上频区,光脉冲可形成亮孤立子,在g>0时,在横光学模频率ωTO以下频区可形成暗孤立子;值得注意的是在ωTO—ωLO区间,光脉冲可形成超前型暗孤立子;在g<0时,从ωTO往下临近ωTO有一个由超前型亮孤立子向推迟型暗孤立子的转变区 关键词： 孤立子 极化激元 光脉冲     

T-C模型中虚光子过程对光场压缩效应的影响

利用全量子理论,研究非旋波近似下TC模型中受激场的压缩效应.结果表明:非旋波近似下,由于虚光场的影响,Q的演化曲线出现了“小锯齿状”,表现为系统的量子噪声,随着ω和n的增大,量子噪声分别减小和增大,虚光子过程使光场的压缩程度明显加深;研究结果还揭示了原子场耦合系数λ及原子间耦合系数g与光场压缩效应的关系. 关键词： T-C模型 非旋波近似 压缩效应 量子噪声     

n型BayNixCo4-xSb12化合物的热电性能

系统地研究了Ba填充分数及Ni含量对n型BayNixCo4-xSb12(x=0—0.1,y=0—0.4)化合物热性能及电性能的影响规律.n型BayNixCo4-xSb12的热导率随Ba填充分数的增加而显著下降,当Ba填充分数为0.3时,热导率随Ni含量的增加而降低,在x=0.05时,热导率达到最小值,晶格热导率随Ni含量的增加单调降低.电子浓度和电导率随Ba填充分数及Ni含量的增加而增加,塞贝克系数则随Ba填充分数及Ni含量的增加而减小.对于Ba0.3Ni0.05Co3.95Sb12试样,得到了1.2最大 关键词： n型方钴矿 填充 置换 热电性能     

三元有序合金GaxIn1-xP(x=0.52)的时间分辨谱

在室温和低温下,测试了有序Ga0.52In0.48P的时间分辨光致发光谱.对实验结果的分析表明,有序GaInP的发光呈双指数规律衰退.室温下,快过程的时间常数在128～250ps范围,低温77K下则都有所变慢,大约在186～564ps范围内;慢过程的时间常数根据不同样品有很大差异,室温下大约在308～1832ps之间变化,低温77K下,则在纳秒量级,最长的甚至达到28ns以上.对两个过程的时间常数随激发功率密度变化的研究表明,快过程对应于有序区域中载流子的复合,慢过程则对应于有序区域和无序区域的空间分离中 关键词： 时间分辨光致发光谱 III-V族半导体 有序合金