高质量栅氧化层的制备及其辐照特性研究

通过大量工艺实验开发了采用低温Ｈ２－Ｏ２合成氧化方法制备薄栅氧化层的工艺技术,得到了性能优良的薄栅氧化层,对于厚度为３０ｎｍ的栅氧化层,其平均击穿电压为３０Ｖ,Ｓｉ／ＳｉＯ２界面态密度小于３．５×１０１０ｃｍ－２．该工艺现已成功地应用于薄膜全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＯＩ工艺中．同时还开展了采用低温Ｈ２－Ｏ２薄栅氧化工艺制备的全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＯＩ器件的抗总剂量辐照特性研究,采用低温Ｈ２－Ｏ２合成氧化方法制备的ＳＯＩ器件的抗辐照特性明显优于采用常规干氧氧化方法制备的器件,Ｈ２－Ｏ２低温氧化工艺是制备抗核加固ＣＭＯＳ     

多晶硅超薄沟道薄膜晶体管研制

提出了一种新结构的低温多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFT).该poly-Si TFT由一超薄的沟道区和厚的源漏区组成.超薄沟道区可有效降低沟道内陷阱密度,而厚源漏区能保证良好的源漏接触和低的寄生电阻.沟道区和源漏区通过一低掺杂的交叠区相连接.该交叠区使得在较高偏置时,靠近漏端的沟道区电力线能充分发散,导致电场峰值显著降低.模拟结果显示该TFT漏电场峰值仅是常规TFT的一半.实验结果表明该TFT能获得好的电流饱和特性和高的击穿电压.而且,与常规器件相比,该TFT的通态电流增加了两倍,而最小关态电流减少了3.5倍     

高速SOIMOS器件及环振电路的研制

设计了一种 1 0位 50 MS/s双模式 CMOS数模转换器 .为了降低功耗 ,提出了一种修正的超前恢复电路 ,在数字图象信号输出中 ,使电路功耗降低约 30 % .电路用 1μm工艺技术实现 ,其积分线性误差为 0 .46LSB,差分线性误差为 0 .0 3LSB.到± 0 .1 %的建立时间少于 2 0 ns.该数模转换器使用 5V单电源 .在 50 MS/s时全一输入时功耗为 2 50 m W,全零输入时功耗为 2 0 m W,电路芯片面积为 1 .8mm× 2 .4mm.     

高速SOI MOS器件及环振电路的研制

采用SOI/CMOS工艺成功地研制出沟道长度为0.8μm的SOI器件和环振电路,在5V和3V电源电压时51级环振的单门延迟时间分别为82ps和281ps,速度明显高于相应的体硅电路.由于采用硅岛边缘注入技术,寄生边缘管得到较好的抑制.对沟道宽度对SOI器件特性的影响进行了讨论.实验表明SOI器件是高速和低压低功耗电路的理想选择.     

从消费大国到产业强国 在“2006年中国集成电路产业发展研讨会暨第九届中国半导体行业协会集成电路分会年会”上的主题演讲（摘要）

在“2006中国集成电路产业发展研讨会暨第九届中国半导体行业协会集成电路分会年会”上．中国科学院院士、北京大学微电子学院院长、中芯国际半导体制造有限公司董事长王阳元先生，在年会高峰论坛会上作了题为“从消费大国到产业强国”的主题演讲。王院士主要从我国集成电路产业经济背景，集成电路市场需求、集成电路技术发展、集成电路产业现状、集成电路战略目标和集成电路战略实施等六个方面，予以高屋建瓴、深入浅出的剖析，     

新的二维解析方法预言场限环结构的电压分布和边界峰值电场及环间距的优化

提出了一个新的二维解析方法预言场限环结构的电压分布和边界峰值电场及环间距优化 .采用与平面结物理机理最接近的圆柱坐标对称解进行分析 ,给出了场限环结构极为简单的各电压和边界峰值电场表达式 .讨论了不同环间距和反偏电压对场限环电压的影响 ,并用流行的 2 - D半导体器件模拟工具 MEDICI对解析计算进行了验证 .根据临界电场击穿近似 ,讨论了环间距的优化设计并给出了优化环间距表达式 .在一定结深和掺杂浓度时 ,理论计算给出了与数值分析一致的优化环间距和最高击穿电压值 .     

一个适用于模拟电路的深亚微米SOIMOSFET器件模型

从数值解源端和饱和点的表面电势出发 ,考虑模拟电路对 SOI MOSFET模型的一些基本要求如电荷守恒、器件源漏本征对称、各个工作区间连续并且高阶可导以及全耗尽和部分耗尽两种工作模式的转变 ,构建了一个能够满足这些要求的精确的器件模型 .同时包含了深亚微米 SOI MOSFET的一些二级效应如漏极诱生势垒降低效应 (DIBL )、速度饱和效应、自热效应等 .这个模型的参数相对较少并且精确连续 ,能够满足在模拟电路设计分析中的应用要求     

高剂量辐照条件下的MOSFET总剂量辐照效应模型

报道了一种用于在高剂量辐照条件下 MOS器件抗辐照电路模拟的半经验模型 .利用该模型对 MOS器件实验结果进行了模拟 ,模型计算结果与实验吻合较好 .初步分析了高剂量条件下不同散射机制对模拟结果的影响 ,结果表明界面电荷的库仑散射是引起电子迁移率退化的主要机制     

3-6nm超薄SiO2栅介质的特性

采用栅氧化前硅表面在H2SO4/H2O2中形成化学氧化层方法和氮气稀释氧化制备出3.2、4和6nm的SiO2超薄栅介质,并研究了其特性.实验结果表明,恒流应力下3.2和4nm栅介质发生软击穿现象.随着栅介质减薄,永久击穿电场强度增加,但恒流应力下软击穿电荷下降.软击穿后栅介质低场漏电流无规则增大.研究还表明,用软击穿电荷分布计算超薄栅介质有效缺陷密度比用永久击穿场强分布计算的要大.在探讨软击穿和永久击穿机理的基础上解释了实验结果.     

一种直接提取噪声温度参数的方法

本文基于二端口网络噪声理论和噪声关联矩阵给出了一种可以用于MOSFET′s的噪声温度参数(Td,Tg)的直接提取方法.该方法给出了噪声温度参数的显式表达式因而简洁易用,并从噪声温度参数的显式表达式分析了影响噪声温度提取精度的主要因素.同时由于此方法在参数提取时不依赖于源端阻抗的选择,理论上有助于提高参数提取的精度.本文方法得到的噪声温度参数和其他方法得到的结果有很好的一致性.