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ZrO_2在Si(100)-2×1表面原子层淀积反应机理的密度泛函理论研究

化学学报 2006年第11期64卷 1133-1139页

作者：任杰陈玮卢红亮徐敏张卫复旦大学微电子学系专用集成电路与系统国家重点实验室

用密度泛函方法研究了ZrO2在羟基预处理的Si(100)-2×1表面原子层淀积(ALD)初始反应过程的反应机理,ZrO2的ALD过程包括两个前体反应物ZrCl4和H2O交替的半反应.两个半反应都经历一个相似的吸附中间体反应路径.比较单羟基Si表面反应... 详细信息

用密度泛函方法研究了ZrO2在羟基预处理的Si(100)-2×1表面原子层淀积(ALD)初始反应过程的反应机理,ZrO2的ALD过程包括两个前体反应物ZrCl4和H2O交替的半反应.两个半反应都经历一个相似的吸附中间体反应路径.比较单羟基Si表面反应的反应焓变,可以发现双羟基Si表面反应,由于相邻羟基的存在,对ZrCl4的半反应影响较大,尤其是化学吸附能增加明显.而对于H2O的半反应,单、双羟基Si表面反应的能量变化不是很明显.使用内禀反应坐标(IRC)方法,验证了两个半反应存在相似的过渡态结构和反应机理.另外,发现随着温度的升高,吸附络合物的稳定性降低,其向反应物方向的解吸附变得容易,而向产物方向的解离难度增加.

关键词：原子层淀积密度泛函理论高介电常数栅介质氧化锆

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湿法腐蚀硅片并生长氧化锌纳米棒作为太阳能电池减反层研究

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无机材料学报 2013年第4期28卷 420-424页

作者：王韬屈新萍复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室微电子学系上海200433

在硅基太阳能电池表面制备减反层可以有效降低硅表面的反射率,提高吸收率,从而提高硅基太阳能电池的光电转换效率。本研究利用四甲基氢氧化铵(Tetramethyl Ammonium Hydroxide TMAH)溶液对(100)单晶硅进行各向异性腐蚀,在表面腐蚀出金... 详细信息

在硅基太阳能电池表面制备减反层可以有效降低硅表面的反射率,提高吸收率,从而提高硅基太阳能电池的光电转换效率。本研究利用四甲基氢氧化铵(Tetramethyl Ammonium Hydroxide TMAH)溶液对(100)单晶硅进行各向异性腐蚀,在表面腐蚀出金字塔结构,得到了最低为6%左右的反射率。然后采用水热法在该衬底生长氧化锌纳米棒,得到了最低小于3%的反射率,比单采用腐蚀或者ZnO纳米棒生长的硅表面的反射率更低。这种减反方法工艺简单、高效,有望得到应用。

关键词：减反层四甲基氢氧化铵湿法腐蚀各向异性 ZnO纳米棒

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氢元素对铟镓锌氧化物薄膜晶体管性能的影响

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物理学报 2018年第9期67卷 22-29页

作者：邵龑丁士进复旦大学微电子学院专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

对国际上有关铟镓锌氧化物薄膜晶体管中氢元素的来源、存在形式、表征方法以及对器件性能的影响进行了综述.氢元素是铟镓锌氧化物薄膜晶体管中最为常见的杂质元素,能以正离子和负离子两种形式存在于薄膜晶体管的沟道中,并对器件性能和... 详细信息

对国际上有关铟镓锌氧化物薄膜晶体管中氢元素的来源、存在形式、表征方法以及对器件性能的影响进行了综述.氢元素是铟镓锌氧化物薄膜晶体管中最为常见的杂质元素,能以正离子和负离子两种形式存在于薄膜晶体管的沟道中,并对器件性能和电学可靠性产生影响.对铟镓锌氧化物薄膜晶体管而言,沟道中氢元素浓度越高,其场效应迁移率越高、亚阈值摆幅越小、器件的电学稳定性也越好.同时,工艺处理温度过低或过高都不利于其器件性能的改善,通常以200—300?C为宜.

关键词：铟镓锌氧化物薄膜晶体管氢元素杂质电学可靠性

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超薄氧化铝层的电场调制效应（英文）

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红外与毫米波学报 2018年第6期37卷 693-698页

作者：徐大朋程佩红陈琳张卫复旦大学微电子学院专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

研究了基于高k介质材料的阻变存储器的写入/擦除(SET/RESET)特性和物理机制.研究发现基于NbAlO材料的阻变存储器SET/RESET电压具有较大波动性,通过结构优化,在Al_2O_3/NbAlO/Al_2O_3纳米薄片堆垛结构器件中获得高度稳定性的可重复的阻... 详细信息

研究了基于高k介质材料的阻变存储器的写入/擦除(SET/RESET)特性和物理机制.研究发现基于NbAlO材料的阻变存储器SET/RESET电压具有较大波动性,通过结构优化,在Al_2O_3/NbAlO/Al_2O_3纳米薄片堆垛结构器件中获得高度稳定性的可重复的阻变特性.基于电场调制效应,提出了一种统一的电阻开关模型去模拟阻变存储器的SET/RESET行为,并探讨了单层阻变薄膜的阻变存储器中由导电单元形成和湮灭的巨大随机性引起的阻变特性分布.当在NbAlO基阻变存储器中嵌入超薄Al_2O_3膜后,阻变存储器的SET/RESET电压稳定性将显著提升,其原因在于采用堆垛结构的阻变器件中各介质层中的电场重新分布并精确可控,因此导电细丝的导通/断裂通过电场调制作用稳定均匀地在发生在具有高电场的薄缓冲层介质层中.

关键词：电场调制阻变存储器原子层沉积

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基于Ni电极和ZrO_2/SiO_2/ZrO_2介质的MIM电容的导电机理研究

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物理学报 2017年第8期66卷 287-294页

作者：刘骐萱王永平刘文军丁士进复旦大学微电子学院专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

研究了基于Ni电极和原子层淀积的ZrO_2/SiO_2/ZrO_2对称叠层介质金属-绝缘体-金属(MIM)电容的电学性能.当叠层介质的厚度固定在14nm时,随着SiO_2层厚度从0增加到2nm,所得电容密度从13.1 fF/μm^2逐渐减小到9.3fF/μm^2,耗散因子从0.025... 详细信息

研究了基于Ni电极和原子层淀积的ZrO_2/SiO_2/ZrO_2对称叠层介质金属-绝缘体-金属(MIM)电容的电学性能.当叠层介质的厚度固定在14nm时,随着SiO_2层厚度从0增加到2nm,所得电容密度从13.1 fF/μm^2逐渐减小到9.3fF/μm^2,耗散因子从0.025逐渐减小到0.02.比较MIM电容的电流-电压(I-V)曲线,发现在高压下电流密度随着SiO_2厚度的增加而减小,在低压下电流密度的变化不明显,还观察到电容在正、负偏压下表现出完全不同的导电特性,在正偏压下表现出不同的高、低场I-V特性,而在负偏压下则以单一的I-V特性为主导.进一步对该电容在高、低场下以及电子顶部和底部注入时的导电机理进行了研究.结果表明,当电子从底部注入时,在高场和低场下分别表现出普尔-法兰克(PF)发射和陷阱辅助隧穿(TAT)的导电机理;当电子从顶部注入时,在高、低场下均表现出TAT导电机理.主要原因在于底电极Ni与ZrO_2之间存在镍的氧化层(NiO_x),且ZrO_2介质层中含有深浅两种能级陷阱(分别为0.9和2.3 eV),当电子注入的模式和外电场不同时,不同能级的陷阱对电子的传导产生作用.

关键词：金属-绝缘体-金属电容导电机理 ZrO2/SiO2/ZrO2叠层介质 Ni电极

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改进的门单元多输入跳变电流源模型

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计算机辅助设计与图形学学报 2012年第11期24卷 1513-1520页

作者：钱晨曦陶俊曾璇复旦大学微电子学系专用集成电路与系统国家重点实验室上海201203

电压信号的非线性问题和多输入跳变现象给时序分析带来了严重挑战.为更好地解决此问题,文中设计电路对门单元输入端和内部节点间的密勒电容进行了验证,从器件结构上分析了其来源,并通过引入该电容改进了已有多输入跳变电流源模型,以获... 详细信息

电压信号的非线性问题和多输入跳变现象给时序分析带来了严重挑战.为更好地解决此问题,文中设计电路对门单元输入端和内部节点间的密勒电容进行了验证,从器件结构上分析了其来源,并通过引入该电容改进了已有多输入跳变电流源模型,以获得更高的模型精度;同时将二输入门单元模型扩展到多输入门单元,并详述了建模方法.多种门单元上的数值实验结果表明,与已有模型相比,在可接受的时间开销内,文中模型能够显著地提高门单元时延和输出波形的仿真精度.

关键词：电流源模型密勒电容多输入跳变串扰噪声波形仿真

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深亚微米CMOS运算放大器的综合

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计算机辅助设计与图形学学报 2004年第12期16卷 1631-1639页

作者：易婷洪志良复旦大学微电子学系专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

利用一种计算电路直流工作点的技术 ,并采用基于BSIM 3v3MOS模型的MOS管评估器来提高基于公式法进行电路综合的精度 ;同时提出一种综合策略 ,使得综合后得出的运算放大器在工艺波动和工作条件 (如电源电压和温度 )变化时 ,仍能满足性能... 详细信息

利用一种计算电路直流工作点的技术 ,并采用基于BSIM 3v3MOS模型的MOS管评估器来提高基于公式法进行电路综合的精度 ;同时提出一种综合策略 ,使得综合后得出的运算放大器在工艺波动和工作条件 (如电源电压和温度 )变化时 ,仍能满足性能要求大量的实验结果表明 :文中方法可以快速综合出可制造的深亚微米CMOS运算放大器。

关键词： CMOS运算放大器模拟电路综合直流工作点可制造性电路设计

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低电压满电源幅度CMOS运算放大器设计

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固体电子学研究与进展 2004年第3期24卷 373-380页

作者：徐栋麟林越杨柯程旭任俊彦许俊复旦大学微电子学系专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

回顾了在标准 CMOS工艺下 ,满幅度运放设计的各个发展阶段 ,结合笔者实际设计和测试的相关电路 ,较为详细地评述了它们的设计方法和各自的优缺点 ,着重阐述了低工作电压设计思想和如何做到输入级跨导的满幅度范围内恒定 ,使读者清楚了... 详细信息

回顾了在标准 CMOS工艺下 ,满幅度运放设计的各个发展阶段 ,结合笔者实际设计和测试的相关电路 ,较为详细地评述了它们的设计方法和各自的优缺点 ,着重阐述了低工作电压设计思想和如何做到输入级跨导的满幅度范围内恒定 ,使读者清楚了解该类运放的各自特点和发展趋势 ,为数模混合设计和系统级集成设计中采用何种运放结构提供了参考。在此基础上 ,提出了一种共模偏置电压具有严格的对称性能的新型满电源幅度运算放大器结构。

关键词：满电源幅度运算放大器低电压 CMOS

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一种14位、1.4MS/s、多位量化的级联型Σ△调制器

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固体电子学研究与进展 2005年第1期25卷 65-71页

作者：方杰易婷迮德东郑宇驰洪志良复旦大学微电子学系专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

在 0 .6μm CMOS工艺条件下设计了一种适合 DECT(Digital Enhanced Cordless Telephone)标准的 1 .4MS/s Nyquist转换速率、1 4位分辨率模数转换器的ΣΔ调制器。该调制器采用了多位量化的级联型 (2 -1 -1 4b)结构 ,通过 Cadence Spectr... 详细信息

在 0 .6μm CMOS工艺条件下设计了一种适合 DECT(Digital Enhanced Cordless Telephone)标准的 1 .4MS/s Nyquist转换速率、1 4位分辨率模数转换器的ΣΔ调制器。该调制器采用了多位量化的级联型 (2 -1 -1 4b)结构 ,通过 Cadence Spectre S仿真验证 ,在采样时钟为 2 5 MHz和过采样率为 1 6的条件下 ,该调制器可以达到 86.7d B的动态范围 ,在 3 .3 V电源电压下其总功耗为 76m W。

关键词： ∑△调制器开关电容电路模数转换器

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深亚微米CMOS模拟单元电路综合系统

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计算机辅助设计与图形学学报 2005年第9期17卷 2046-2052页

作者：易婷洪志良复旦大学微电子学系专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

介绍了一个基于公式的深亚微米CMOS模拟单元电路综合系统.通过较准确地计算电路的直流工作点和MOS管的小信号参数,以及由电路拓扑结构自动生成电路性能公式对已有的基于公式的方法进行了改进;同时考虑了电路的可制造性问题,使得综合出... 详细信息

介绍了一个基于公式的深亚微米CMOS模拟单元电路综合系统.通过较准确地计算电路的直流工作点和MOS管的小信号参数,以及由电路拓扑结构自动生成电路性能公式对已有的基于公式的方法进行了改进;同时考虑了电路的可制造性问题,使得综合出的电路在工艺波动和工作条件变化时仍能满足性能要求.大量的实验结果表明:与基于模拟器的方法相比,采用该系统可以快速综合出可制造的深亚微米CMOS模拟单元电路.

关键词：模拟电路综合优化集成电路CAD

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