非易失半导体存储器技术

非易失存储器是集成电路最重要的技术之一,广泛应用于信息、航空/航天、军事/国防、新能源和科学研究的各个领域,有着巨大的市场。目前主流的非易失存储技术——基于浮栅结构的"闪存",尺寸微缩已接近其物理极限,难以继续提高其存储密度和性能来满足大数据时代对信息存储和处理的需求。介绍了国际及中国存储器产业发展现状和面临的挑战、非易失存储器的学术研究态势及微电子所在该领域的研究进展。     

重离子辐照引起磁性隧道结功能失效类型及机理研究

重点研究了磁性隧道结(MTJ)的电学性能受离子注量影响的物理规律。实验首次发现了高能Ta离子辐射损伤导致MTJ电学功能失效的现象,主要失效模式为:高、低电阻态失效,其中79.9%的功能失效为高电阻态失效。计算表明,单个10.9 MeV/u的Ta离子辐照引入的损伤无法导致MTJ宏观电学功能失效。结合理论计算与Monte Carlo模拟分析,MTJ中的绝缘势垒层与铁磁薄膜的损伤是出现高、低电阻态失效的内因。     

同轴式光全息存储技术及其系统

同轴式光全息存储技术是新型超大容量超高速存取的光学存储技术。具有反射式结构的光盘可以将再现光反射回聚焦透镜,因而可以简化系统结构,而且可与现有的光盘系统(如CD和DVD)很好地兼容。引进现有光盘的伺服控制技术可以有效地保持聚焦透镜与光盘间距和精确定位,因而,可将全息图准确无误地记录在媒体中并准确无误地再生出来而不受外界的振动影响。首先讨论了传统的“双光束干涉法”在商品化方面遇到的难题,从而引出了同轴式光全息存储技术并演示了它的记录、再生的实验结果。通过实验数据分析计算了该光盘系统的角度偏差和光源波长容限范围。为实现装置的低成本和小型化等方面提供了理论依据。     

MBE生长的垂直堆垛InAs量子点及HFET存储器件的应用

用MBE设备以Stranski-Krastanov生长方式外延生长了5个周期垂直堆垛的InAs量子点，在生长过程中通过对量子点形状，尺寸的控制来提高垂直堆垛InAs量子点质量和均匀性，用原子力显微镜（AFM）进行表面形貌的表征，并利用光致发光（PL）和深能级瞬态谱（DLTS）对InAs量子点进行观测。所用Al0.5Ga0.5As势垒外延层，对镶嵌在其中的InAs量子占粗很强的量子限制作用，并产生强量子限制效应，可以把InAs量子点的电子和空穴能级的热激发当作“深能级”的热激发来研究，这样可用DLTS方法进行测量，在垂直堆垛的InAs量子点的HFET器件中，由充电和放电过程的IDS－VGS曲线可以看到阈值电压有非常大的移动，这样便产生存储效应。     

多铁性磁电器件研究进展

多铁性材料可以实现力、电、磁等多物理场之间的相互耦合,在小尺寸、快速响应和低功耗的磁电器件领域具有重要的应用前景.在应用需求的推动下,以具有磁电耦合效应的多铁性材料为基础的磁电器件在设计、微纳加工和性能优化等方面的研究取得了持续的进展.本文简要介绍了基于磁电耦合效应的几种原型器件的最新进展,包括可调谐电感、滤波器、磁电存储器、能量回收器、磁电传感器和磁电天线等,分析总结了各种磁电器件的工作原理及其性能表现,讨论了当前多铁性磁电器件研究所面临的问题和挑战,并提出了改进磁电器件性能的研究方向.     

Simulation of SET Operation in Phase-Change Random Access Memories with Heater Addition and Ring-Type Contactor for Low-Power Consumption by Finite Element Modeling

A three-dimensional finite element model for phase change random access memory （PCRAM） is established for comprehensive electrical and thermal analysis during SET operation. The SET behaviours of the heater addition structure （HS） and the ring-type contact in bottom electrode （RIB） structure are compared with each other. There are two ways to reduce the RESET current, applying a high resistivity interracial layer and building a new device structure. The simulation resuIts indicate that the variation of SET current with different power reduction ways is little. This study takes the RESET and SET operation current into consideration, showing that the RIB structure PCRAM cell is suitable for future devices with high heat efficiency and high-density, due to its high heat efficiency in RESET operation.     

Nonvolatile Memory Characteristics with Embedded High Density Ruthenium Nanocrystals

Ruthenium （Ru） nanocrystals （NCs） embedded in SiO2 gate stacks are formed by rapid thermal annealing for the whole gate stacks and embedded in the memory structure, which is compatible with conventional CMOS technology. The devices exhibit a substantial and clockwise hysteresis in capacitance-voltage measurement. The Ru NCs exhibit high density （2 × 10^12cm^-2）, small size （2-4 nm） and good uniformity both in spatial distribution and morphology. The charging and long-term retention performances are explained by the Coulomb Blockade phenomena and the asymmetric electron tunnel barrier between the Ru NCs and the Si substrate, respectively.     

有机电路及其基本元器件

半导体电路及其元器件是实现现代信息传递的重要组成部分,随着无机电路特别是硅基电路的研究发展进入瓶颈,有机电路及其基本元器件的研究对于电路及系统的未来发展意义更加重大。近十年来,有机电路及其基本元器件取得了飞速的发展,多种基本元件器性能已经达到可应用程度,特别是在显示领域,基于有机半导体制备的OLED显示电路已经成为新一代显示器的选择。同时,有机电路也因其所具有的低成本、可弯折、高透光等特性而具有了更多的发展空间。本综述从构成有机电路的各基本部件出发,以各部分器件在电路系统中的应用为线索,从系统信息采集、信息处理、信息存储和信息输出4个方面简述了各部分基础元件的发展情况,并以基于有机场效应晶体管的器件为基础,对器件的结构、电性能的优化以及所面临的问题进行了讨论。     

基于傅里叶变换红外反射谱的DRAM深沟槽结构测量系统研究

提出了一种基于傅里叶变换红外(FTIR)反射谱的动态随机存储器(DRAM)深沟槽结构测量方法与系统。给出了测量原理与方法,设计了测量系统光路。通过可变光阑调节探测光斑大小并选择合适的入射角,消除了背面杂散光反射干扰的影响,大大提高了信噪比。对DRAM深沟槽样品进行反射光谱图测试与实验研究,表明所述方法与系统能够提取出纳米级精度的深沟槽参数。该技术提供了一种无接触、非破坏、快速、低成本和高精度的深沟槽结构测量新途径,在集成电路制造过程中的在线监测与工艺控制方面具有广阔的应用前景。     

基于DSP的数字图像处理系统的设计和调试

提出了一种数字图像处理系统的设计方案,并阐述了基于TMS320C5402的数字图像处理系统的硬件设计和实现。以SST39VF400A型号为例,对FLASH的烧写及程序加载的方法进行了介绍。