异质异构集成微系统可靠性技术发展的挑战和机遇

后摩尔时代的发展浪潮下,异构集成技术正成为微系统工程化应用的实践途径,其带来高密度集成、多专业融合、高性能、微型化和智能化等优势的同时,也带来了诸多潜在的可靠性问题,直接影响工程化的推广实施.针对上述问题,分析了多尺度多物理特征下的潜在故障模式,并从设计制造基础能力、失效模式和机理、可靠性表征和建模、仿真预测平台、试验评价等方面进行了调研综述,指出微系统可靠性发展的技术挑战,并给出未来的发展建议.     

高性能InGaAs/AlAs共振隧穿二极管的研制与器件模拟分析

在半绝缘的InP衬底上采用分子束外延的方法生长制备了不同势垒厚度的RTD材料样品,室温下测量的最高峰-谷电流比为18.39.通过模拟得到RTD直流特性与势垒厚度、势阱材料及厚度、隔离层厚度以及掺杂浓度间的关系,对结果进行了分析与讨论.     

In0.4Ga0.6N/GaN异质结IMPATT二极管性能仿真研究

提出了一种In0.4Ga0.6N/GaN同型异质结构IMPATT二极管。传统GaN基IMPATT器件中存在P型GaN制造工艺不成熟的问题,本研究方案可成为GaN基IMPATT器件的替代设计方案。详细研究了In0.4Ga0.6N/GaN异质结和PN结两种不同结构IMPATT二极管的直流、交流输出特性。结果表明,In0.4Ga0.6N/GaN IMPATT二极管在不使用P型GaN的情况下,可达到优于传统PN结IMPATT二极管的性能。     

一种基于RTD和HEMT的单片集成逻辑电路

介绍了一种基于共振隧穿二极管(RTD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)的单片集成电路.采用分子束外延技术在GaAs底层上重叠生长了RTD和HEMT结构.RTD室温下的峰谷电流比为5.2∶1,峰值电流密度为22.5kA/cm2.HEMT采用1μm栅长,阈值电压为-1V.设计电路称为单稳态-双稳态转换逻辑单元(MOBILE).实验结果显示了该电路逻辑运行成功,运行频率可达2GHz以上.     

孤立词语音识别中端点检测加速器的设计与实现

传统的语音端点检测方法以信号的短时能量、过零率等简单特征作为判决特征参数.这些方法在实际应用中,尤其当信号信噪比比较低时,无法满足系统的需要.文中利用零能积差作为判决采样信号帧是否为语音信号的依据,并通过了硬件来实现.结果表明,该模块较传统方法在保证高识别率的同时,提高了模块的速率,减小了面积,具有一定的实用价值.     

Tuning the thermal conductivity of strontium titanate through annealing treatments

Strontium titanate(SrTiO_3) is a promising n-type material for thermoelectric applications. However, its relatively high thermal conductivity limits its performance in efficiently converting heat into electrical power through thermoelectric effect.This work shows that the thermal conductivity of SrTiO_3 can be effectively reduced by annealing treatments, through an integrated study of laser flash measurement, scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, x-ray absorption fine structure, and first-principles calculations. A phonon scattering model is proposed to explain the reduction of thermal conductivity after annealing. This work suggests a promising means to characterize and optimize the material for thermoelectric applications.     

GaN基同型异质结IMPATT二极管噪声特性研究

针对p型GaN IMPATT制造工艺仍未成熟,提出了一种In0.4Ga0.6N/GaN n-n型异质结构来取代常规p-n结构,使GaN IMPATT二极管工作在IMPATT模式下。研究了这种n-n型In0.4Ga0.6N/GaN碰撞电离雪崩渡越时间(IMPATT)二极管的噪声特性,与同等条件下的传统GaN基p-n结IMPATT二极管作比较。结果表明,在不同偏置电流密度和不同InGaN层厚度下,该器件的噪声特性均好于传统p-n结构。结合器件交流输出特性可以得知,In0.4Ga0.6N/GaN同型异质结IMPATT器件不仅在功率效率上优于GaN p-n结构,其噪声性能表现亦优于传统GaN p-n结构,特别是在高频段的噪声特性优势更加明显。该研究可以为GaN基IMPATT器件的设计提供更多的思路和参考。     

SiC/GaN IMPATT二极管的交流性能研究

利用p型宽带隙材料SiC替代p型GaN,制作了一种p-SiC/n-GaN异质结双漂移(DDR)IMPATT二极管.对器件的交流大信号输出特性进行数值模拟仿真.结果表明,相比传统GaN单漂移(SDR)IMAPTT二极管,p-SiC/n-GaN新结构DDR器件的击穿电压、最佳负电导、交流功率密度和直流-交流转换效率都获得了...     

RTD与HEMT在InP衬底上的单片集成

在半绝缘的50nm InP衬底上采用分子束外延的方法生长了RTD与HEMT的集成材料结构.RTD室温下峰谷电流比最高达到18.39,阻性截止频率大于20.05GHz.栅长为1μm的HEMT截止频率为19.8GHz,最大跨导为237mS/mm.由多个RTD串联形成的多峰值逻辑以及HEMT栅压调节RTD电流的特性也得以验证.     

RTD与HEMT在InP衬底上的单片集成

在半绝缘的50nm InP衬底上采用分子束外延的方法生长了RTD与HEMT的集成材料结构.RTD室温下峰谷电流比最高达到18.39,阻性截止频率大于20.05GHz.栅长为1μm的HEMT截止频率为19.8GHz,最大跨导为237mS/mm.由多个RTD串联形成的多峰值逻辑以及HEMT栅压调节RTD电流的特性也得以验证.