检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2021年第17期70卷 299-304页

作者：梁恬恬张国峰伍文涛倪志王永良应利良伍俊荣亮亮彭炜高波中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100049

串联超导量子干涉器件(superconducting quantum interference device,SQUID)阵列通过增加SQUID数量来达到提升信噪比的目的,即SQUID电压信号随SQUID数目比例增加而总电压噪声正比于SQUID数目的平方根值.本文介绍了利用自主工艺线进行串... 详细信息

串联超导量子干涉器件(superconducting quantum interference device,SQUID)阵列通过增加SQUID数量来达到提升信噪比的目的,即SQUID电压信号随SQUID数目比例增加而总电压噪声正比于SQUID数目的平方根值.本文介绍了利用自主工艺线进行串联SQUID阵列研究的相关研究进展,实现了SQUID数量分别为200和800的阵列集成,测试得到磁通噪声达到0.5μФ_(0)/√Hz和输入电流灵敏度35μA/Ф_(0),等效输入电流噪声达到18pA/√Hz.另外,还给出了阵列参数与集成SQUID数量的关系,验证了设计可靠性和工艺一致性.

关键词：超导量子干涉器件磁通噪声超导制备工艺

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高效、偏振不敏感超导纳米线单光子探测器

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物理学报 2021年第18期70卷 346-352页

作者：张文英胡鹏肖游李浩尤立星中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100039 中国科学院空间主动光电技术重点实验室上海200050

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其优异的综合性能被广泛应用于量子通信等众多领域,然而其独特的线性结构会导致SNSPD的探测效率对入射光的偏振态具有依赖性,从而限制了SNSPD在非常规光纤链路或其他非相干光探测环境中的应用.本文基于... 详细信息

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其优异的综合性能被广泛应用于量子通信等众多领域,然而其独特的线性结构会导致SNSPD的探测效率对入射光的偏振态具有依赖性,从而限制了SNSPD在非常规光纤链路或其他非相干光探测环境中的应用.本文基于传统的回形纳米线结构设计制备了一种新型偏振不敏感SNSPD,在纳米线周围引入一层高折射率Si薄膜作为介质补偿层来提高纳米线对垂直偏振态入射光的吸收效率,并将补偿层的上表面设计为光栅结构以减小不同波长下纳米线对不同偏振态入射光的吸收差异从而实现在特定波长范围内的偏振不敏感.除此之外,还采用介质镜和双层纳米线结构来提高器件的光吸收效率,测试结果表明该器件在1605 nm波长处最大探测效率为87%,对应的偏振消光比为1.06.该工作为未来实现高探测效率的偏振不敏感SNSPD提供了参考依据.

关键词：超导纳米线单光子探测器探测效率偏振不敏感

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含亚氨基抑制剂分子对钴电沉积的影响

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半导体技术 2023年第10期48卷 911-918页

作者：贺宇吴挺俊朱雷李鑫李卫民俞文杰上海理工大学材料与化学学院上海200093 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 上海集成电路材料研究院有限公司上海201899

金属钴的电阻率较低,是芯片制造先进工艺节点的关键互连材料。电沉积具有自下而上的生长特点,是优异的钴沉积工艺。为达到理想的钴电沉积的效果,必须了解电化学反应机理以及电流密度和抑制剂对该机理的影响。通过恒电流电沉积法,在硫酸... 详细信息

金属钴的电阻率较低,是芯片制造先进工艺节点的关键互连材料。电沉积具有自下而上的生长特点,是优异的钴沉积工艺。为达到理想的钴电沉积的效果,必须了解电化学反应机理以及电流密度和抑制剂对该机理的影响。通过恒电流电沉积法,在硫酸钴-硼酸体系中,研究了不同电流密度对电沉积得到的钴薄膜形貌、晶体结构、电阻率等的影响。并且分析了含亚氨基抑制剂分子苯并咪唑(BZI)和2-巯基苯并咪唑(MBI)对钴电化学反应的抑制作用,探究其对钴薄膜形貌、晶粒尺寸和电阻率的影响。结果表明,无抑制剂时,钴晶粒以Co(002)为主;BZI的抑制能力强于MBI;由于BZI的抑制能力过强,无法沉积完整的钴薄膜;抑制剂MBI的加入会增强钴薄膜晶体的(101)晶面的取向。

关键词：钴电沉积晶体结构电阻率抑制剂苯并咪唑(BZI) 2-巯基苯并咪唑(MBI)

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石墨烯中选择性增强Kane-Mele型自旋-轨道相互作用

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物理学报 2022年第6期71卷 257-263页

作者：白占斌王锐周亚洲吴天如葛建雷李晶秦宇远费付聪曹路王学锋王欣然张帅孙力玲宋友宋凤麒南京大学物理学院固体微结构国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 南京大学化学化工学院配位化学国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093 南京大学电子科学与工程学院固体微结构国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

增强石墨烯中的自旋-轨道相互作用可能实现无耗散的量子自旋霍尔器件,这需要在石墨烯样品中引入独特的Kane-Mele型自旋-轨道相互作用,并保持较高的迁移率.然而,对石墨烯的外在修饰往往会引入“外禀型”Rashba自旋-轨道相互作用,会破坏... 详细信息

增强石墨烯中的自旋-轨道相互作用可能实现无耗散的量子自旋霍尔器件,这需要在石墨烯样品中引入独特的Kane-Mele型自旋-轨道相互作用,并保持较高的迁移率.然而,对石墨烯的外在修饰往往会引入“外禀型”Rashba自旋-轨道相互作用,会破坏可能存在的拓扑态,并带来一定程度的杂质散射,降低样品迁移率.在石墨烯表面修饰EDTA-Dy分子后,载流子迁移率得到了提高,并且可以看到显著的量子霍尔电导平台.其弱局域化效应相比被修饰之前得到了抑制,这意味石墨烯中可能引入了内禀的Kane-Mele型自旋-轨道相互作用,增强了Elliot-Yafet型电子自旋弛豫机制.进一步通过矢量磁体磁阻测量,发现该分子覆盖在石墨烯上后造成了石墨烯微弱的涟漪,这种涟漪引起的弯曲声子效应模拟了Kane-Mele型自旋-轨道相互作用.

关键词：石墨烯自旋-轨道相互作用弯曲声子弱局域化

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不同能量和注量电子辐照对InP HEMT材料电学特性影响

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原子能科学技术 2021年第12期55卷 2274-2281页

作者：周书星方仁凤陈传亮张欣魏彦锋曹文彧类淑来艾立鹍湖北文理学院低维光电材料与器件湖北省重点实验室湖北襄阳441053 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050

本文采用气态源分子束外延法(GSMBE)制备了匹配型InGaAs/InAlAs磷化铟基高电子迁移率器件(InP HEMT)外延结构材料。针对该外延结构材料开展了不同能量和注量电子束辐照试验,测试了InP HEMT外延结构材料二维电子气(2DEG)辐照前后的电学特... 详细信息

本文采用气态源分子束外延法(GSMBE)制备了匹配型InGaAs/InAlAs磷化铟基高电子迁移率器件(InP HEMT)外延结构材料。针对该外延结构材料开展了不同能量和注量电子束辐照试验,测试了InP HEMT外延结构材料二维电子气(2DEG)辐照前后的电学特性,获得了辐照前后InP HEMT外延材料二维电子气浓度和迁移率归一化退化规律,分析了不同能量和注量电子束辐照对外延材料电学特性的影响。结果发现:在相同辐照注量2×10^(15) cm^(-2)条件下,电子束辐照能量越高,InP HEMT外延材料电学特性退化越严重;1.5 MeV电子束辐照时,当辐照注量超过4×10^(14) cm^(-2)后,外延材料电学特性开始明显退化,当电子辐照注量达到3×10^(15) cm^(-2)后,外延材料电学特性退化趋势减弱趋于饱和。产生上述现象原因如下:电子束与材料晶格发生能量传递,产生非电离能损(NIEL),破坏晶格完整性,高能量电子束具有较高的非电离能损,会产生更多的位移损伤缺陷,导致InP HEMT外延材料电学特性更严重退化;InP HEMT外延材料电学特性主要受沟道InGaAs/InAlAs异质界面能带结构和各种散射过程影响,随着电子辐照注量的增加,位移损伤剂量增大,辐射损伤诱导缺陷会在沟道异质界面处集聚直至饱和。

关键词： InP HEMT 二维电子气电子辐照位移损伤

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微波退火下钛调制镍与P型锗的固相反应

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材料科学与工程学报 2022年第5期40卷 756-761页

作者：杨俊平云霞刘伟张波上海工程技术大学数理与统计学院上海201620 中国科学院上海微系统与信息技术研究所/信息功能材料国家重点实验室上海200050

以P型单晶锗为衬底,研究了镍/钛/锗系统在微波退火中的反应。通过薄层电阻测试(R_(sh)),原子力显微镜(AFM),拉曼光谱(Raman),截面透射电子显微镜(TEM)和能量色散X射线光谱(EDX)等表征手段对退火后形成的镍锗化物的形貌和界面微观结构进... 详细信息

以P型单晶锗为衬底,研究了镍/钛/锗系统在微波退火中的反应。通过薄层电阻测试(R_(sh)),原子力显微镜(AFM),拉曼光谱(Raman),截面透射电子显微镜(TEM)和能量色散X射线光谱(EDX)等表征手段对退火后形成的镍锗化物的形貌和界面微观结构进行了表征。结果表明,与常规快速热退火相比,通过微波退火特殊的加热机制和钛插入层的调制作用,可以在250℃的低温条件下在P型锗(100)衬底上制备具有均匀光滑界面的镍锗化物薄膜。微波退火可以在锗化过程中代替常规快速热退火。

关键词：微波退火镍锗化物钛中间层

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一种低噪声高电源抑制比的带隙基准源

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半导体技术 2023年第7期48卷 591-599页

作者：徐敏航张振伟郎莉莉刘海静单毅董业民中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049 上海芯炽科技集团有限公司上海200120 中国科学院大学材料与光电工程研究中心北京100049

基于0.18μm CMOS工艺设计了一种低噪声、高电源电压抑制比(PSRR)的新型带隙基准源(BGR)。使用低噪声的垂直双极结型晶体管取代MOS晶体管作为运算放大器输入,削减了低频闪烁噪声;通过引入三输入的运算放大器将电源扰动传递到电流管的栅... 详细信息

基于0.18μm CMOS工艺设计了一种低噪声、高电源电压抑制比(PSRR)的新型带隙基准源(BGR)。使用低噪声的垂直双极结型晶体管取代MOS晶体管作为运算放大器输入,削减了低频闪烁噪声;通过引入三输入的运算放大器将电源扰动传递到电流管的栅极,极大程度地降低了电源纹波对输出基准电压的干扰;并通过RC低通滤波器进一步改善噪声和PSRR性能;利用修调电路修调工艺偏差,实现了良好的温度特性。实测结果表明,该BGR的PSRR在57.7 Hz下为-108 d B,与仿真结果基本一致(-102.3 d B@50 Hz);输出电压噪声在10 Hz时为42.20 n V/√Hz,通过新提出的测试方法在0.1~1 k Hz测得总噪声电压有效值低于0.503 5μV;在-40~125℃,基准电压温度系数可以修调至20×10^(-6)/℃以下,最小值仅14.09×10^(-6)/℃;BGR面积为254.1μm×370.0μm,功耗约为8.6μA@3 V。

关键词：带隙基准源(BGR) 低噪声高电源电压抑制比(PSRR) CMOS工艺低功耗

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Sn_(15)Sb_(85)相变薄膜的厚度效应

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物理学报 2021年第22期70卷 225-230页

作者：黄玉凤吴卫华徐胜卿朱小芹宋三年宋志棠江苏理工学院数理学院常州213001 南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京210093 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050

采用磁控溅射法制备了不同厚度的Sn_(15)Sb_(85)薄膜,使用电阻-温度-时间测试系统研究了Sn_(15)Sb_(85)薄膜在热致作用下从非晶态到晶态的相变动力学过程.应用近红外分光光度计获得了非晶Sn_(15)Sb_(85)薄膜的反射率光谱,拟合计算得到... 详细信息

采用磁控溅射法制备了不同厚度的Sn_(15)Sb_(85)薄膜,使用电阻-温度-时间测试系统研究了Sn_(15)Sb_(85)薄膜在热致作用下从非晶态到晶态的相变动力学过程.应用近红外分光光度计获得了非晶Sn_(15)Sb_(85)薄膜的反射率光谱,拟合计算得到薄膜的光学带隙.通过原子力显微镜观察了Sn_(15)Sb_(85)薄膜晶化后的表面形貌,研究了膜厚对薄膜粗糙度的影响.通过X射线衍射仪(XRD)分析了晶态Sn_(15)Sb_(85)薄膜的相结构及晶粒尺寸变化.采用互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺制备了基于不同厚度Sn_(15)Sb_(85)薄膜的T型相变存储器单元,并通过半导体器件测试系统分析了其阈值转换能力及功耗.研究结果表明,随着薄膜厚度的减小,Sn_(15)Sb_(85)相变材料的非晶态和晶态电阻、相变温度、十年非晶态数据保持力、结晶激活能、光学带隙均显著提升.基于20 nm厚度Sn_(15)Sb_(85)薄膜相变存储单元在纳秒级电脉冲作用下能够实现可逆SET/RESET操作,且厚度较小的薄膜具有较高的SET电压和较低的RESET电压,体现了超薄Sn_(15)Sb_(85)薄膜的高热稳定性和低操作功耗特征,有利于实现相变存储器的高密度集成.

关键词： Sn_(15)Sb_(85) 薄膜厚度效应热稳定性功耗

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对改性晶圆上制备的PDSOI NMOS器件热载流子效应的全面认识

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原子能科学技术 2021年第12期55卷 2157-2167页

作者：刘春媚杨旭朱慧龙胡志远毕大炜张正选中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能国家重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049 华天科技(昆山)电子有限公司江苏昆山215300

通过与常规器件的对比,本文详细研究了在硅离子注入改性晶圆上制备的PDSOI NMOS的热载流子诱导退化现象。理论分析和TCAD模拟结果表明,硅离子注入在埋氧层中引入的电子陷阱能够捕获注入的电子,并通过改变电场来影响氧化层的热载流子退... 详细信息

通过与常规器件的对比,本文详细研究了在硅离子注入改性晶圆上制备的PDSOI NMOS的热载流子诱导退化现象。理论分析和TCAD模拟结果表明,硅离子注入在埋氧层中引入的电子陷阱能够捕获注入的电子,并通过改变电场来影响氧化层的热载流子退化。在不同的应力条件下,其效果也有所不同。对改性器件施加热载流子应力时,改性器件的前栅和背栅之间存在着更明显的相互作用。同时,探讨了总剂量辐照对改性器件热载流子退化的影响。在改性器件中存在辐照增强的热载流子退化,高温退火只能部分消除这一影响。

关键词：热载流子效应总剂量效应辐射加固 PDSOI NMOS 改性器件

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六方氮化硼层间气泡制备与压强研究

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物理学报 2021年第6期70卷 372-378页

作者：姜程鑫陈令修王慧山王秀君陈晨王浩敏谢晓明上海科技大学物质学院上海200031 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050

六方氮化硼(h-BN)具有六角网状晶格结构和高化学机械稳定性,可以用来封装气体并长期保持稳定,适合用作新型信息器件及微纳机电器件的衬底材料,具有巨大的应用前景.近期,科研人员发现氢原子可以无损穿透多层h-BN,在层间形成气泡,可用作... 详细信息

六方氮化硼(h-BN)具有六角网状晶格结构和高化学机械稳定性,可以用来封装气体并长期保持稳定,适合用作新型信息器件及微纳机电器件的衬底材料,具有巨大的应用前景.近期,科研人员发现氢原子可以无损穿透多层h-BN,在层间形成气泡,可用作微纳机电器件.本文研究了氢等离子体处理时间对h-BN气泡尺寸的影响.发现随着处理时间的延长,气泡尺寸整体变大且分布密集程度会降低.原子力显微镜的测量发现所制备的h-BN气泡具有相似的形貌特征,该特征与h-BN的杨氏模量和层间范德瓦耳斯作用相关.此外,发现微米尺寸气泡的内部压强约为1—2 MPa,纳米尺寸气泡的内部压强可达到GPa量级.

关键词：六方氮化硼等离子体处理纳米气泡范德瓦耳斯异质结

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