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机械工程学报 2018年第8期54卷 217-222页

作者：朱军华苏伟刘人怀宋芳芳黄钦文工业和信息化部电子第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室

针对静电驱动微机电系统(Micro-electro-mechanical system,MEMS)器件中常见的阶梯型微悬臂梁结构,提出一种吸合电压的计算方法。基于欧拉梁理论和修正的偶应力理论,运用能量法推导出吸合电压理论模型。采用试函数与待定系数的积来表示... 详细信息

针对静电驱动微机电系统(Micro-electro-mechanical system,MEMS)器件中常见的阶梯型微悬臂梁结构,提出一种吸合电压的计算方法。基于欧拉梁理论和修正的偶应力理论,运用能量法推导出吸合电压理论模型。采用试函数与待定系数的积来表示微悬臂梁位移,利用泰勒展开来简化求解过程。通过与有限元结果对比来验证模型的正确有效性,讨论试函数的选取以及泰勒展开阶数的确定,并与传统质量弹簧模型方法进行对比,最后研究其吸合特性。结果表明,泰勒展开阶数取8时截断误差可以忽略,试函数选择阶梯型微悬臂梁位移函数,理论模型预测误差小于5%,预测结果明显优于传统方法。吸合电压随宽度比增加而单调递增,随长度比增加出现先减小后增加的变化现象,可为低驱动电压MEMS器件设计提供参考。该理论模型中考虑了边缘场效应、尺度效应的影响,可应用于微纳米尺度的微悬臂梁的吸合电压预测。

关键词：阶梯型悬臂梁尺度效应边缘场效应偶应力理论吸合电压

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基于TCAD的绝缘体上硅器件总剂量效应仿真技术研究

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电子学报 2019年第8期47卷 1755-1761页

作者：彭超雷志锋张战刚何玉娟黄云恩云飞电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室工业和信息化部电子第五研究所

绝缘体上硅(Silicon-on-Insulator,SOI)器件的全介质隔离结构改善了其抗单粒子效应性能,但也使其对总剂量效应更加敏感.为了评估SOI器件的总剂量效应敏感性,本文提出了一种基于TCAD(Technology Computer Aided Design)的总剂量效应仿真... 详细信息

绝缘体上硅(Silicon-on-Insulator,SOI)器件的全介质隔离结构改善了其抗单粒子效应性能,但也使其对总剂量效应更加敏感.为了评估SOI器件的总剂量效应敏感性,本文提出了一种基于TCAD(Technology Computer Aided Design)的总剂量效应仿真技术.通过对SOI器件三维结构进行建模,利用TCAD内置的辐射模型开展瞬态仿真,模拟氧化层中辐射感应电荷的产生、输运和俘获过程,从而分别评估绝缘埋层(Buried Oxide,BOX)和浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation,STI)氧化层中辐射感应陷阱电荷对器件电学性能的影响.基于该仿真技术,本文分别研究了不同偏置、沟道长度、体区掺杂浓度以及STI形貌对SOI MOSFET器件总剂量辐射效应的影响.仿真结果表明高浓度的体区掺杂、较小的STI凹槽深度和更陡峭的STI侧壁将有助于改善SOI器件的抗总剂量效应性能.

关键词：绝缘体上硅总剂量效应浅沟槽隔离 TCAD仿真

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基于青藏高原的14 nm FinFET和28 nm平面CMOS工艺SRAM单粒子效应实时测量试验

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物理学报 2023年第14期72卷 161-171页

作者：张战刚杨少华林倩雷志锋彭超何玉娟工业和信息化部电子第五研究所广州511370 电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室广州511370

本文基于海拔为4300 m的拉萨羊八井国际宇宙射线观测站,开展了14 nm FinFET和28 nm平面互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)工艺静态随机存取存储器(static randomaccess memory,SRAM)阵列的大气辐射长期实时测量试验.试验持续时间为6651 h,共观测到单粒子翻转(single event upset,SEU)事件56个,其中单位翻转(single bit upset,SBU)24个,多单元翻转(multiple cell upset,MCU)32个.结合之前开展的65 nm工艺SRAM结果,研究发现,随着工艺尺寸的减小,器件的整体软错误率(soft error rate,SER)持续降低.但是,相比于65和14 nm工艺器件,28 nm工艺器件的MCU SER最大,其MCU占比(57%)超过SBU,MCU最大位数为16位.虽然14 nm FinFET器件的Fin间距仅有35 nm左右,且临界电荷降至亚fC,但FinFET结构的引入导致灵敏区电荷收集和共享机制发生变化,浅沟道隔离致使电荷扩散通道“狭窄化”,另一方面灵敏区表面积减小至0.0024μm^(2),从而导致14 nm工艺器件SBU和MCU的软错误率均明显下降.

关键词： FinFET 中子单粒子翻转软错误

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空间感知矩阵学习的极化SAR图像分类

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西安电子科技大学学报 2018年第6期45卷 92-98页

作者：孙宸成立业工业和信息化部电子第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室广东广州510610

为了解决最小二乘支撑矢量机无法高效地对大规模数据进行分类的问题,提出了一种空间感知矩阵学习的极化合成孔径雷达图像分类方法.感知矩阵由测量矩阵和字典的乘积构成,根据压缩感知理论,构造了空间感知矩阵.为了减小优化问题的规模,首... 详细信息

为了解决最小二乘支撑矢量机无法高效地对大规模数据进行分类的问题,提出了一种空间感知矩阵学习的极化合成孔径雷达图像分类方法.感知矩阵由测量矩阵和字典的乘积构成,根据压缩感知理论,构造了空间感知矩阵.为了减小优化问题的规模,首先设计了与数据耦合的判别式测量矩阵;考虑到数据的极化信息和空间信息,构造了空间威沙特字典,减少了相干斑噪声对分类结果的影响;最后,提出了基于空间感知矩阵学习的分类器,获得了紧凑而又简洁的模型表示.真实极化合成孔径雷达数据的分类结果表明,这种分类器具有更高的分类准确率和更好的空间一致性.

关键词：压缩感知极化合成孔径雷达图像分类判别式测量矩阵威沙特空间核

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基于硅-玻璃键合工艺的微惯性器件的材料热失配应力表征

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光学精密工程 2020年第8期28卷 1715-1724页

作者：刘梦霞秦强董显山崔健赵前程北京大学微米/纳米加工技术国家级重点实验室北京100871 工业和信息化部电子第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室广东广州510610

基于硅-玻璃键合工艺实现敏感结构和衬底相接是微惯性器件的主流工艺方案之一。硅和玻璃热膨胀系数不同,在惯性器件环境工作温度发生变化时,硅玻璃接触表面会产生热应力,该应力严重影响器件的性能。为了测量异质材料间的热失配应力以及... 详细信息

基于硅-玻璃键合工艺实现敏感结构和衬底相接是微惯性器件的主流工艺方案之一。硅和玻璃热膨胀系数不同,在惯性器件环境工作温度发生变化时,硅玻璃接触表面会产生热应力,该应力严重影响器件的性能。为了测量异质材料间的热失配应力以及键合锚点尺寸对应力的影响,本文提出了一种以悬臂梁作为测试结构的锚点形变测量和数据处理方法,用于表征器件的工艺热失配应力。根据仿真结果将锚点设计成切块形式以减小最大应力和结构形变。测试结果表明,对于边长为600,400和200μm的锚点,悬臂梁相对锚点的平均离面位移分别为0.43,0.30和0.20 nm/℃;结果具有良好的重复性。该结果说明锚点热形变与锚点的大小直接相关,这对MEMS惯性结构以及工艺设计改进具有重要的意义。

关键词：微惯性器件热失配应力悬臂梁测量方法离面位移

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杂质诱导磷锗锌晶体光学薄膜激光损伤的研究

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中国激光 2015年第6期42卷 216-223页

作者：郝明明路国光汪丽娜秦莉朱洪波刘夏工业和信息化部电子第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术重点实验室广东广州510610 工业和信息化部电子第五研究所可靠性研究分析中心广东广州510610 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室吉林长春130033

对磷锗锌晶体光学薄膜激光损伤的机理进行了实验和理论研究。将同一批生长的磷锗锌晶体切割为6块,并利用相同的工艺对这些晶体进行抛光;对其中4只样品镀制双波段多层增透膜,利用扫描电子显微镜观察这4只样品的光学薄膜形貌,发现薄膜的... 详细信息

对磷锗锌晶体光学薄膜激光损伤的机理进行了实验和理论研究。将同一批生长的磷锗锌晶体切割为6块,并利用相同的工艺对这些晶体进行抛光;对其中4只样品镀制双波段多层增透膜,利用扫描电子显微镜观察这4只样品的光学薄膜形貌,发现薄膜的大部分区域成膜质量较好,但也有小部分区域形成团簇;利用二次离子质谱仪分析了薄膜的组成成分,发现在该薄膜的Zr O2层含有Pt元素;利用波长为2μm、脉宽为31 ns的固体激光器对磷锗锌晶体样品进行激光损伤阈值测试,得出4只镀膜样品的激光损伤阈值平均值为0.68 J/cm2,其他2只未镀膜样品的损伤阈值平均值为1.1 J/cm2。利用有限元仿真方法计算了杂质作用下薄膜的激光损伤阈值,研究了杂质颗粒的半径和填埋深度对损伤阈值的影响,计算了薄膜的理论激光损伤阈值,证明了Pt杂质颗粒的存在对磷锗锌晶体表面增透膜的激光损伤阈值有很大影响,所以控制该杂质的浓度对提高薄膜的损伤阈值具有重要意义。

关键词：薄膜激光损伤杂质诱导磷锗锌晶体有限元仿真

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SiGe HBT的热载流子效应评价

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华南理工大学学报（自然科学版） 2009年第5期37卷 23-26,42页

作者：林晓玲孔学东恩云飞章晓文姚若河华南理工大学电子与信息学院广东广州510640 工业和信息化部电子第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室广东广州510610

电压加速退化试验方法(OCSAM;EB结反偏)常用于评价硅锗异质结晶体管(SiGe HBT)的热载流子效应,但晶体管在高电压、低电压分别作用下所产生的的失效机理并不相同,且耗时长.文中采用电流加速应力试验方法(FCSAM;EB结反偏、CB结正偏),评价S... 详细信息

电压加速退化试验方法(OCSAM;EB结反偏)常用于评价硅锗异质结晶体管(SiGe HBT)的热载流子效应,但晶体管在高电压、低电压分别作用下所产生的的失效机理并不相同,且耗时长.文中采用电流加速应力试验方法(FCSAM;EB结反偏、CB结正偏),评价SiGe HBT在热载流子效应作用下的可靠性,研究施加应力前后SiGe HBT器件电特性的变化,分析了电特性退化的原因.结果表明:随应力施加时间的增加,SiGe HBT的电流放大系数逐步退化;与传统的电压加速退化试验方法相比,FCSAM显著缩短了试验时间,能对SiGe HBT的长期可靠性进行有效预测.

关键词：硅锗异质结晶体管电流加速可靠性热载流子效应

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通孔微结构对Cu/低-k应力诱生空洞的影响

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华南理工大学学报（自然科学版） 2011年第3期39卷 135-139页

作者：林晓玲侯通贤章晓文姚若河华南理工大学电子与信息学院微电子研究所广东广州510640 工业和信息化部电子第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室广东广州510640

基于Cu的随动强化模型,采用有限元分析方法,对不同Cu/低-k通孔微结构中的应力情景进行模拟分析,探讨了因互连通孔和通孔阻挡层形成工艺的波动性,造成通孔高度、通孔沟槽深度和通孔底部阻挡层厚度的变化,以及这一变化对互连通孔和通孔底... 详细信息

基于Cu的随动强化模型,采用有限元分析方法,对不同Cu/低-k通孔微结构中的应力情景进行模拟分析,探讨了因互连通孔和通孔阻挡层形成工艺的波动性,造成通孔高度、通孔沟槽深度和通孔底部阻挡层厚度的变化,以及这一变化对互连通孔和通孔底部互连应力诱生空洞的影响.结果表明:Cu/低-k互连中的通孔微结构效应,是影响互连应力和形成应力诱生空洞的重要因素.大高宽比的通孔结构更易因通孔高度变化而发生应力诱生空洞;通孔沟槽可以有效提高互连应力迁移的可靠性,但需要控制其深度;通孔底部阻挡层厚度对互连应力诱生空洞性能具有矛盾性,需要折中考虑.

关键词： Cu/低-k互连应力诱生空洞工艺波动通孔微结构

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微加速度计冲击可靠性及防护

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传感技术学报 2010年第12期23卷 1690-1694页

作者：王世涛贾玉斌张斌珍黄钦文郝一龙北京大学微电子学研究院微米纳米加工技术国家级重点实验室北京100871 工业和信息化部电子第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室广州510610

通过实验研究了梳齿电容微加速度计器件在大过载冲击下的失效模式,发现了失效的主要原因是由于弹性梁的断裂,并对实验现象进行了分析和讨论,指出了微加工工艺的不确定性对器件失效的影响。检验了在结构设计中对可动质量块进行限位的作用... 详细信息

通过实验研究了梳齿电容微加速度计器件在大过载冲击下的失效模式,发现了失效的主要原因是由于弹性梁的断裂,并对实验现象进行了分析和讨论,指出了微加工工艺的不确定性对器件失效的影响。检验了在结构设计中对可动质量块进行限位的作用,可以明显提高器件的抗冲击能力。提出了金属橡胶这一新材料在微加速度计冲击防护中的应用,并对其作用进行了实验验证,结果表明金属橡胶除了靠金属螺旋卷接触点之间的相互摩擦来耗散能量外,还可以明显增加冲击脉冲的宽度,有效的缓冲和吸收冲击能,提高器件的抗冲击能力和可靠性。

关键词：微加速度计可靠性冲击缓冲材料金属橡胶

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白光LED的失效机理分析

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半导体光电 2009年第6期30卷 857-859,882页

作者：杨少华吴福根张春华工业和信息化部第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室广州510610 广东工业大学实验中心广州510006

论述了白光发光二极管(LED)在封装和应用中存在的主要模式和失效机理,并介绍了若干失效分析实例,提出了可靠性保证措施,对于进一步完善白光LED封装技术、提高其寿命和可靠性提供参考。

关键词：白光LED 失效机理静电损伤失效分析

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