为了降低沟槽MOSFET器件导通电阻, 提出了在传统沟槽MOSFET器件体区注入N型杂质的方案, 优化了体区杂质浓度分布, 从而降低导通电阻。经仿真验证, 选择N+源区注入后注入砷, 在能量为300 keV, 剂量为7×1012 cm-2条件下, 特征导通电阻能降低13%, 阈值电压降低218%; 选择接触孔刻蚀后注入磷, 在能量为100 keV, 剂量为4×1012 cm-2条件下, 特征导通电阻降低43%, 阈值电压几乎不变。
沟槽MOSFET 磷砷注入 耐压 阈值电压 导通电阻 trench MOSFET phosphorus and arsenic injection break voltage threshold voltage on-resistance
1 河北半导体研究所，河北 石家庄 050051
2 上海市计量测试技术研究院，上海 201203
3 南京理工大学 电子工程与光电子技术学院，江苏 南京 210094
硅基MEMS器件中存在大量高深宽比结构，对这些结构进行线宽和深度的无损检测，是当前的热点问题。为了实现对这些高深宽比结构无损测量系统的准确校准，采用半导体工艺研制了一系列高深宽比沟槽标准样板，宽度范围2~30 μm、深度范围10~300 μm，其深宽比最大达到30∶1。为了满足样板的校准功能，设计了多种特征结构，包括辅助定值结构、测量定位结构和定位角结构等，还设计了样板量值的表征与考核方法。考核量值包括线宽尺寸、沟槽深度尺寸和均匀性。使用扫描电镜对标准样板进行了测试，结果表明该标准样板可以用于校准近红外宽光谱干涉显微测量系统。
高深宽比 线宽 沟槽深度 复合型标准样板 high-aspect-ratio line width trench depth trench standard template 红外与激光工程
2023, 52(4): 20220646
1 宁波大学高等技术研究院 红外材料与器件实验室，浙江 宁波 315211
2 浙江省光电探测材料及器件重点实验室，浙江 宁波 315211
3 浙江省海洋研究院，浙江 宁波 315211
4 吉林大学 集成光电子学国家重点实验室，吉林 长春 130012
基于空分复用技术的多芯光纤通信核心指标之一是信道串扰，该问题的存在极大地影响着传输距离及信号质量，尤其是在宽带光纤放大系统中。本文重点讨论了弱耦合19芯光纤的串扰问题，同时提出了一种利于多组分碲酸盐玻璃挤压制备的沟槽辅助型19芯光纤，并采用耦合功率理论和有限元法对模型进行了相关性能的数值仿真，系统研究了沟槽尺寸、折射率分布及相关光纤参数对芯间串扰的影响。仿真结果表明，优化设计后的光纤在1 550 nm处拥有-156 dB/100 m的低串扰值，可以满足大容量光纤通信用宽带光放大器的应用需求。
低串扰 19芯光纤 沟槽辅助型 多组分碲酸盐玻璃 low crosstalk 19-core fiber trench assisted multicomponent tellurite glass
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室，湖南 长沙 410073
阵列探测器单元间的串扰是影响探测效果的重要因素，研究探测器的串扰机理及其抑制措施有助于优化探测器性能。针对激光辐照线阵HgCdTe探测器实验中的串扰现象，使用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立了激光辐照探测器的三维仿真模型，通过模拟芯片内载流子浓度分布、光电流和电场，揭示了电学串扰的产生机理，并针对该器件提出了沟槽隔离的抑制串扰措施。研究结果表明：光生载流子沿线阵排列方向的横向扩散是造成被辐照像元附近像元串扰的直接因素，但对距离辐照区域较远的像元影响较小；公共P极电压降低是导致距离辐照区域较远的像元产生响应的根本原因。此外，仿真结果验证了提出的沟槽隔离措施对电学串扰具有显著的抑制效果。
探测器 HgCdTe 电学串扰 串扰机理 沟槽隔离
采用激光冲击压印技术制备具有多级沟槽微织构的疏水性铜箔表面。首先通过激光标刻制备具有多级沟槽特征的微模具，然后通过激光冲击压印技术将微模具上的多级沟槽微织构复制到工件表面。研究了冲击次数、软膜厚度对工件多级沟槽微织构疏水表面的表面形貌、静态接触角的影响。结果表明：当冲击次数从1次增加到7次、软膜厚度从300 μm减少至100 μm时，工件表面复制微织构的程度逐渐变大，同时表面的静态接触角增大，疏水性增强。通过对工件微织构表面元素及其成分的测量发现，采用激光冲击压印技术制备的具有多级沟槽微织构疏水表面在空气、水以及质量分数3.5% NaCl溶液中放置21天后，仍保持为疏水性，体现出该工艺制备的疏水表面具有良好的时效性。
激光技术 激光冲击压印 沟槽微织构 疏水性 时效性 激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1714006
1 上海交通大学 仪器科学与工程系，上海200240
2 中国电子科技集团公司 第二十六研究所,重庆 400060
3 北京遥测技术研究所,北京 100076
声表面波(SAW)传感器在高温环境的需求日益增多，硅酸镓镧因为具有良好的高温特性而提供了耐高温压电基底，但是电极在高温条件下会发生团聚而失效。该文设计了一种沟槽电极结构的耐高温SAW谐振器，采用Pt作为电极,硅酸镓镧作为压电基底，并提出了沟槽结构叉指电极的制造工艺，对沟槽结构的形貌进行了表征。通过提高沉积温度改善Pt电极质量，最终制备的波长8 μm、沟槽电极厚240 nm的谐振器在1 000 ℃下可稳定工作。
声表面波(SAW) 硅酸镓镧(LGS) 沟槽电极 高温 Pt电极 surface acoustic wave(SAW) LGS grooved electrodes high temperature Pt electrode
为了研究紫外皮秒激光在均热板基板表面刻蚀微沟槽后, 不同激光工艺参数对微沟槽表面疏水性的影响规律, 采用Cassie-Baxter模型进行了理论分析, 并利用单因素实验法, 改变激光扫描速率、激光扫描间距、光斑横向重叠次数进行实验验证。结果表明, 降低固-液区域面积占比、宽度或缩短沟槽间距, 均可以提升微沟槽表面的疏水性能; 造成微沟槽表面疏水的主要原因是其内部的微纳结构以及加工时吸附的疏水性化学基团; 当激光扫描速率为125mm/s、激光扫描间距为200μm、光斑横向重叠次数为2次时, 紫外皮秒激光刻蚀出的微沟槽表面的疏水性最强。该研究为增强均热板冷凝端的疏水性能、提升其整体循环效率提供了参考。
激光技术 激光刻蚀 皮秒激光 微沟槽 疏水性 laser technique laser etching picosecond laser microgroove hydrophobic
重庆三峡学院 电子与信息工程学院, 重庆 404020
为提高光纤的传输容量, 并获得更佳的传输性能, 设计了一种三层沟槽辅助的低串扰大模场面积的同质六芯光纤, 该结构将多芯光纤的每个纤芯用三层低折射率的沟槽包裹, 并在包层中添加隔板结构。通过COMSOL、Rsoft软件进行仿真, 就纤芯半径、包层折射率、沟槽深度、沟槽宽度对芯间串扰和模场面积的影响进行了研究。结果表明, 在波长为1550nm、纤芯折射率为1.4457、光纤半径为40μm的条件下, 该结构光纤的芯间串扰可以达到-55.429dB, 模场面积可以达到305.061μm2。采用这种结构的多芯光纤可以获得较低芯间串扰并获得大模场面积。
光纤通信技术 六芯光纤 芯间串扰 模场面积 沟槽辅助 optical fiber communication technology six-core fiber inter-core crosstalk mode field area channel assist
1 北京工业大学信息学部光电子技术省部共建教育部重点实验室, 北京 100124
2 中国科学院空天信息创新研究院传感技术国家重点实验室, 北京 100190
3 中国科学院大学, 北京 100049
提出一种基于集成光波导沟槽耦合器的超紧凑折射率传感器。该结构包括入射波导、反射波导及透射波导,亚微米宽的沟槽位于入射波导与反射波导的交汇处。入射波导中的导波光在沟槽侧壁发生受抑全内反射,使得一部分光经消逝场耦合进入透射波导,另一部分光被反射进入反射波导。透射光强度取决于消逝场耦合效率,而后者依赖于沟槽填充物的折射率,这意味着这种集成光波导沟槽耦合结构可作为微纳传感器用于实时探测液体折射率或溶液浓度。以氮化铝脊型波导为例,对这种新型折射率传感器进行仿真设计和仿真验证,经过结构优化,其折射率灵敏度可达207.05 %/RIU。
集成光学 沟槽耦合器 受抑全内反射 折射率传感 光学学报
2020, 40(24): 2413001
