Electron spin resonance of the two-dimensional metallic state and the quantum Hall state in a Si/SiGe quantum well

We report electrically detected electron spin resonance (ESR) measurements of a high mobility two-dimensional (2D) electron system formed in a Si/SiGe quantum well, with millimeter wave in a high magnetic field . The negative ESR signal observed under an in-plane magnetic field gives direct evidence that the spin polarization leads to a resistance increase in the 2D metallic state. Suppression of spin decoherence was observed in the quantum Hall state at the Landau level filling factor ν=2. Strength of the nuclear magnetic field in the resonance is evaluated to be less than , much smaller than that reported for GaAs/AlGaAs heterostructures.     

异质多晶SiGe栅应变Si NMOSFET物理模型研究

结合了“栅极工程”和“应变工程”二者的优点, 异质多晶SiGe栅应变Si MOSFET, 通过沿沟道方向使用不同功函数的多晶SiGe材料, 在应变的基础上进一步提高了MOSFET的性能. 本文结合其结构模型, 以应变Si NMOSFET为例, 建立了强反型时的准二维表面势模型, 并进一步获得了其阈值电压模型以及沟道电流的物理模型. 应用MATLAB对该器件模型进行了分析, 讨论了异质多晶SiGe栅功函数及栅长度、衬底SiGe中Ge组分等参数对器件阈值电压、沟道电流的影响, 获得了最优化的异质栅结构. 模型所得结果与仿真结果及相关文献给出的结论一致, 证明了该模型的正确性. 该研究为异质多晶SiGe栅应变Si MOSFET的设计制造提供了有价值的参考. 关键词： 异质多晶SiGe栅 应变Si NMOSFET 表面势 沟道电流     

220GHz低噪声放大器研究

基于IHP锗硅BiCMOS工艺,研究和实现了两种220 GHz低噪声放大器电路,并将其应用于220 GHz太赫兹无线高速通信收发机电路。一种是220 GHz四级单端共基极低噪声放大电路,每级电路采用了共基极（Common Base, CB）电路结构,利用传输线和金属-绝缘体-金属(Metal-Insulator-Metal, MIM)电容等无源电路元器件构成输入、输出和级间匹配网络。该低噪放电源的电压为1.8 V,功耗为25 mW,在220 GHz频点处实现了16 dB的增益,3 dB带宽达到了27 GHz。另一种是220 GHz四级共射共基差分低噪声放大电路,每级都采用共射共基的电路结构,放大器利用微带传输线和MIM电容构成每级的负载、Marchand-Balun、输入、输出和级间匹配网络等。该低噪放电源的电压为3 V,功耗为234 mW,在224 GHz频点实现了22 dB的增益,3 dB带宽超过6 GHz。这两个低噪声放大器可应用于220 GHz太赫兹无线高速通信收发机电路。     

一种新型SGOI SiGe异质结双极型晶体管

为了改善SiGe异质结双极型晶体管(HBT)的电学特性和频率特性,设计了一种新型的SGOI SiGe HBT。在发射区引入了双轴张应变Si层。多晶Si与应变Si双层组合的发射区有利于提高器件的注入效率。利用Silvaco TCAD软件建立了二维器件结构模型,模拟了器件的工艺流程,并对器件的电学特性和频率特性进行了仿真分析。结果表明,与传统的SiGe HBT相比,新型SGOI SiGe HBT的电流增益β、特征频率fT等参数得到明显改善,在基区Ge组分均匀分布的情况下,β提高了29倍,fT提高了39.9%。     

三维CMOS集成电路技术研究

论述了三维集成电路(3DIC)的发展概况,介绍了近几年国外发展的各种三维集成电路技术,主要包括再结晶技术、埋层结构技术、选择性外延过生长技术和键合技术.并基于SiGe材料特性,提出了一种新型的Si-SiGe三维CMOS结构,即将第一层器件(Si nMOS)做在SOI(Si on insulator)材料上,接着利用SiO2/SiO2低温直接键合的方法形成第二层器件的有源层,然后做第二层器件(SiGe pMOS),最终形成完整的三维CMOS结构.与目前所报道的Si基三维集成电路相比,该电路特性明显提高.     

SiGe共振腔增强型探测器的制备

利用SOI材料的埋层二氧化硅的自停止特性,成功制作了具有高反射底镜的共振腔增强型SiGe探测器.底镜沉积于EPW腐蚀液腐蚀形成的背孔内,在1.2～1.5μm范围内,反射率高达99%.探测器的共振峰在1.344μm,光响应为1.2mA/W.与普通结构的探测器相比,文中所报道的探测器光响应有8倍的增强.     

多相DC-DC主板电源控制器的设计

采用1.2μmBiCMOS工艺设制了多相控制器电路.测试结果表明,该控制器符合Intel公司为P4处理器电源制定的VRM9.0标准.     

基于IBM SiGe BiCMOS工艺5PAe的2GHz功率放大器设计

采用IBM公司刚刚推出试用的0.35μm SiGe BiCMOS开发性工艺5PAe设计并实现了一个2GHz功率放大器. 该放大器采用两级单端结构,除集电极扼流电感外,其余元件全部片上实现,具有集成度高、结构简单的特点. 通过在管子基极和匹配电感中串联电阻,实现了全频段稳定. 键合测试表明,在所有电源电压下电路均能稳定工作. 在VC=3.5V, VB=6V, f=2.0GHz时,小信号增益为20.8dB,输入输出反射系数分别小于-17和-16dB, Pout-2dB约为24dBm. 而在输出功率为25.1dBm时,功率附加效率达到21.5%,二次和三次谐波分别小于-45和-52dBc,因而具有较好的线性度.     

Investigation of Laser-Assisted Microcrystalline SiGe Films Deposited at Low Temperature

SiGe films deposited by conventional plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) were compared with microcrystalline SiGe (μc-SiGe) films deposited at a low temperature using a laser-assisted plasma-enhanced chemical vapor deposition (LAPECVD). In the LAPECVD system, a CO₂ laser was used to assist the pyrolytic decomposition of SiH₄ and GeH₄ reactant gases. The μc-SiGe structure was identified using electron diffraction patterns from high-resolution transmission electron microscopy images. Microcrystalline SiGe films were analyzed using various measurements.     

二十四所半导体工艺技术发展历程与展望

回顾了中电科技集团公司第二十四研究所自建所以来的半导体集成电路工艺发展历程.晶圆尺寸从1.5吋(40 mm) 到6吋(150 mm),特征线宽从10 μm到0.5 μm,器件特征频率从低频到射频,工作电压从5 V到800 V,包括射频和高压大功率的各种器件.从研制成功全国第一块大规模集成电路至今,二十四所作为全国唯一的模拟集成电路专业研究所,在各个领域均取得了突出的成就,见证了中国半导体集成电路事业的发展历程.最后,展望了二十四所模拟及专用集成电路工艺技术的发展前景.